Электрический расчет режимов работы каскадов ВЧ тракта передатчика. Расчет режима работы оконечного каскада

2 Электрический расчет режимов работы каскадов ВЧ тракта передатчика

2.1 Расчет режима работы оконечного каскада

2.1.1 Расчет выходной цепи оконечного каскада

В общем случае ток и напряжение на входе транзистора в режиме с отсечкой имеют негармоническую форму, что усложняет расчет. В диапазоне СВЧ входной ток мощных транзисторов оказывается близким к гармоническому за счет подавления высших гармоник тока индуктивностью входного электрода. Форма тока еще больше приближается к гармоническому при использовании цепей связи, содержащих индуктивность, включенную последовательно со входом транзистора.

Расчет ведется в следующем порядке:

1 Амплитуда напряжения первой гармоники:

(2.1)   

где : Ес – напряжение питания цепи стока (выбирается равным 50 Вольт, исходя из    технических характеристик транзистора оконечного каскада);

- сопротивление насыщения транзистора;

- коэффициент разложения косинусоидального импульса;

- угол отсечки тока стока (принимаем для режима работы транзистора в классе В     =90 градусов;

- номинальная выходная мощность транзистора оконечного каскада.

2 Максимальное напряжение на стоке:

                                                                                                               (2.2)

В                                                                                            

3 Амплитуда первой гармоники тока стока:

                                                                                     (2.3)

4 Постоянная составляющая тока стока:

 при θ<180         

                                                                                 (2.4)              

где: и - коэффициенты разложения косинусоидального импульса. следовательно, транзистор выбран верно, и его работа в схеме будет нормальной.

5 Максимальный ток стока:

;(2.5)

<27А

6 Максимальная мощность, потребляемая от источника питания:

          ;                                                                                                      (2.6)

7 Коэффициент полезного действия цепи стока при номинальной нагрузке:

          ;                                                                                                         (2.7)

8 Максимальная рассеиваемая мощность на стоке транзистора:

          ;                                                                                                          (2.8)

;

при КБВ возбудителя 0,7.

9Номинальное сопротивление нагрузки в цепи стока:

;                                                                                                     (2.9)

2.1.2Расчет входной цепи оконечного каскада

1 Амплитуда переменного напряжения на канале:

          ;                                                                                     (2.11)

где: - крутизна характеристики транзистора (по техническим данным=1,5);     

- коэффициент разложения косинусоидального импульса;

- внутреннее сопротивление транзистора, лежащее в пределах 25-80 Ом (исходя из справочных данных транзистора).

Принимаем =30 Ом.       

2 Напряжение смещения на затворе:

          ;                                                                                                 (2.12)

где: - напряжение отсечки транзистора, взятое из справочных данных и лежащее в пределах:=6-8 Вольт. Примем =7 Вольт.

3 Максимальное напряжение на затворе:

                                                                                          (2.13)          

4 Амплитуда тока затвора:

;                                                               (2.14)

где: - рабочая (несущая) частота передатчика;

- емкость канала транзистора, взятая из справочных данных.

=500пФ.

                 (2.15)                                   

5 Значение ,,:

         ;                                                                                                           (2.16)                            

где: - индуктивности выводов транзистора, взятые из справочных данных.

;

        ;(2.17)

где: - сопротивление истока транзистора, взятое из справочных данных и лежащее в пределах =0,01-0,04 Ом. Примем =0,02 Ом для расчета.

         ;                                                                                    (2.18)

6 Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления:

         ;                                                                              (2.19)

7 Входная мощность:

         ;                                                                                                           (2.20)

8 Мощность, рассеиваемая в транзисторе:

;                                                                                                        (2.21)

500-397,5+28,35=74,5Вт

9 Коэффициент усиления по мощности:

                                                                                                  (2.22)

Рисунок 2.1 – Схема каскада на транзисторе 2П928А

2.2 Расчет предоконечного каскада.

Требуется рассчитать режим работы транзистора в усилителе с мощностью