Расчет электрической схемы радиопередающей части системы. Расчет передатчика

6.2. Расчет электрической схемы радиопередающей части системы.

6.2.1. Расчет передатчика.

Радиопередатчик малой мощности с повышенной стабильностью частоты, схема которого представлена на рис. 39, работает на частоте 153 МГц с узкополосной частотной модуляцией.

Рис. 39.

Девиация частоты - 3 кГц. Частота задающего генератора стабилизирована кварцевым резонатором. Напряжение низкочастотного сигнала  с выхода кодера DTMF сигнала, выполненного на ИМС КР1008ВЖ19, через разделительный конденсатор С1 поступает на RC-фильтр низкой частоты, выполненный на резисторах R1, R2 и конденсаторе С2. Далее сигнал поступает на варикап VD1. Под действием переменного напряжения изменяется емкость варикапа VD1, осуществляя тем самым частотную модуляцию. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1. Постоянное напряжение, снимаемое с резисторов R3 и R4, задает начальное смещение на варикапе VD1.Режим транзистора VT1 по постоянному току определяет резистор R5 в его базовой цепи. Кварцевый резонатор ZQ1 используется на частоту 51 МГц. Контур в коллекторной цепи транзистора VT1, состоящий из Lк и Ск, настроен на частоту третьей гармоники используемого кварцевого резонатора. Высокочастотный сигнал поступает в антенну через конденсатор малой емкости С5.

Стабильность частоты задающего генератора определяется добротностью колебательной системы, параметрами используемого в нем транзистора и выбранным режимом его работы.  В автогенераторе, как правило, используют транзисторы, у которых на частоте генерации еще заметно не проявляются инерционные свойства [29]. Для этого достаточно, чтобы f_г£(0,1 ... 0,3)f_s, где f_s - граничная частота транзистора по крутизне. С учетом сказанного для построения задающего генератора целесообразно использовать маломощный высокочастотный транзистор КТ368А со следующими параметрами:

обратный ток коллектора I_кб0=0,5 мкА; обратный ток эмиттера I_эб0=1 мкА; граничное напряжение транзистора U_кэ0 гр=15 В; модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте ½h_21э½=9; статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ h_21э=50; коэффициент шума К_ш=1,8 дБ; емкость эмиттерного перехода С_э=3 пФ; емкость коллекторного перехода С_к=1,1 пФ; постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте Т_к как=4,5 пс; граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ f_гр³900 МГц;  максимально допустимый постоянный ток коллектора I_кmax=30 мА; максимально допустимая мощность коллектора P_кmax=225 мВт; постоянное напряжение коллектор-эмиттер U_кэmax=15 В; постоянное напряжение эмиттер-база U_эбmax=4 В; сопротивление насыщения транзистора в схеме с ОЭ r_нас=2,4 Ом; диапазон рабочих температур Т=-60°...+125°С.

В генераторах повышенной стабильности транзистор должен работать в облегченном режиме в классе АВ (угол отсечки импульсов коллекторного тока q£180°) [5].  Электрический расчет режима работы транзистора данного генератора состоит из двух этапов: расчет коллекторной цепи и расчет входной цепи.

При полном использовании транзистора по напряжению определяем напряжение источника коллекторного питания:

Е_к£(0,3 ... 0,5)U_кmax = 0,3´15=4,5 (В).Соответственно напряжение питания Е_п должно быть увеличено на 0,1...0,5 В и желательно, чтобы оно было равно стандартному значению, т.е.

Е_п=Е_к+0,5=4,5+0,5=5 (В).

Амплитуда первой гармоники напряжения U_к1 на коллекторе

U_к1=Е_к[0,5+0,5Ö(1-(8r_нас/a₁(q))(Р_1ном/Е_к²))]=

= 0,45[0,5+0,5Ö(1-(8´2,4/0,5)´(50´10^-3/4,5²))] = 4,39(В).

Максимальное напряжение на коллекторе не должно превышать допустимого:

U_кmax=Е_к+(1,2...1,3)U_к1=4,5+1,2´4,39=5,27 (В).     

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

I_к1=2Р_1ном/U_к1=2´50´10^-3/4,39=22,7 (мА).

Коэффициенты разложения импульсов коллекторного тока с углом