Исследование параболической антенны (назначение радиопередатчика – радиовещание в синхронной сети, колебательная мощность в фидере – 12 кВт, диапазон рабочих частот – 0,15-0,35 МГц)

Емкость этого разделительного конденсатора должна быть много меньше сопротивления анодной нагрузки

  =>  , нФ

2.  Блокировочная индуктивность источника анодного питания от токов высокой частоты.  Величину блокировочной индуктивности необходимо выбирать много больше сопротивления анодной нагрузки

  =>  , мГн , а также

3.  Входное сопротивление оконечного каскада

; , кВт  =>  , Ом

4.  Блокировочная индуктивность источника смещения от токов высокой частоты.

, мкГн

5.  Разделительная емкость в сеточной цепи от .

, мкФ

6.  Емкости в катодной цепи , нФ

7.  Защитное сопротивление в цепи второй сетки

, Ом

8.  Блокировочная емкость в цепи второй сетки по высокой частоте

, нФ

9.  Сопротивление в катодной цепи для создания искусственной средней точки

, Ом

10.  Блокировочные емкости по высокой частоте для измерительных приборов , нФ.

2.4. Принципиальная схема

Рисунок 2.1. – Принципиальная схема выходного каскада на лампе

2.5. Расчет ВКС и КНИ

Для расчета ВКС используются следующие исходные данные:

1.  Затухание контура:

,

2.  где  - добротность ненагруженной колебательной системы. Для передатчиков мощностью от 1 до 100 кВт  берется равной около 100. Тогда

.

3.  Волновое сопротивление фидера:

, Ом.

4.  Коэффициент бегущей волны:

Для диапазона ДСВ .

5.  Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:

, Ом.

6.  Заданная мощность в антенне:

, Вт.

7.  Нижняя рабочая частота передатчика:

, МГц.

8.  Верхняя рабочая частота передатчика:

, МГц.

9.  Число контуров колебательной системы:

Так как мощность передатчика менее 10 кВт, то достаточно одноконтурной колебательной системы.

.

10.  Номер варианта в журнале:

.

11.  Емкость антенны:

,

12.  где  - средняя длина волны, на которой работает передатчик.

, М.

, нФ.

13.  КПД колебательной системы:

.

14.  Схема включения лампы:

Схема с общим катодом (ОК).

После вычислений на ЭВМ получены следующие данные на колебательную систему.

Таблица 2.5.1 – КПД колебательной системы и мощность высших гармоник

№	КПД	PN
9	0.76	0.032
10	0.78	0.038
11	0.8	0.047
12	0.82	0.059
13	0.84	0.076

Таблица 2.5.2 – Данные на колебательную систему

мкГн	мкГн	ВА
мкГн	мкГн	А
мкГн	мкГн	КПД = 0.8
мкГн	нФ	Вт
мкГн	нФ
мкГн	нФ
мкГн	нФ

Расчет генератора в режиме УМК, а также коэффициента нелинейных искажений произведен также на ЭВМ. Результаты расчета указаны ниже. Коэффициент нелинейных искажений 1.157%   – не превышает 2% установленных по ГОСТ.

Расчет генеpатоpа в pежиме УМК на 'ГУ-76Б

Схема с общим катодом

Результаты pасчета:

KS=-46.269(дБ),  K3=-47.250(дБ),  K5=-53.214(дБ),  Kг=1.157(%)

UC(кВ)	UA(кВ)	IA1(A)	IA0(A)	IC2O(A)
0.188	10.500	8.598	6.530	0.474
0.141	7.927	6.505	5.786	0.223
0.094	5.309	4.355	5.036	0.053
0.047	2.579	2.104	4.024	0.000
0.000	0.000	0.000	3.605	0.000

P1(кВт)	P0(кВт)	PA(кВт)	КПД(%)	RA(кОм)
45.138	78.362	33.224	57.602	1.221
25.843	69.432	43.590	37.220	1.219
11.579	60.434	48.855	19.160	1.219
2.704	48.284	45.580	5.600	1.226
0.000	43.254	43.254	0.000	1.226

PC2(кВт)	PC1(кВт)	Pпpох(кВт)	Pвх(кВт)
0.711	0.000	-	0.000
0.334	0.000	-	0.000
0.079	0.000	-	0.000
0.000	0.000	-	0.000
0.000	0.000	-	0.000

3. Расчет транзисторного каскада с коллекторной модуляцией

Предвыходной каскад предназначен для предварительного усиления ВЧ сигнала до мощности необходимой для "раскачки" выходного каскада. Также в этом каскаде осуществляется амплитудная модуляция по коллекторной цепи. Каскад строится на основе десяти усилительных модулей с использованием моста сложения мощностей. Такое включение модулей не только обеспечивает требуемую мощность каскада, но и обеспечивает бесперебойную работу передатчика при выходе из строя одного из модулей. Каждый из модулей строится по двухтактной схеме на двух транзисторах включенных по схеме с общим эмиттером и углом отсечки .

Для  коэффициенты разложения токов имеют следующие значения: , . Для  коэффициент разложения тока .

3.1. В пиковой точке

Произведем расчет предоконечного каскада на биполярных транзисторах 2Т964А в пиковой точке.

1.  Максимальное напряжение на коллекторе транзистора:

, В

2.  Критический коэффициент использования коллекторного напряжения:

3.  Максимальная амплитуда напряжения на коллекторе:

, В

4.  Мгновенное напряжение на коллекторе транзистора:

, В

, В < , В – условие выполняется, транзистор не выйдет из строя, т.к. работает при допустимом напряжении коллектор-эмиттер

5.  Первая гармоника коллекторного тока:

, А

6.  Постоянная составляющая коллекторного тока:

, А

, А < , А – условие выполняется, транзистор не выйдет из строя, т.к. работает при допустимом значении постоянной составляющей тока коллектора

7.  Сопротивление коллекторной нагрузки:

, Ом

8.  Потребляемая мощность:

, Вт

9.  Коэффициент полезного действия:

 

10.  Вспомогательные коэффициенты:

11.  Первая гармоника тока базы:

, А

12.  Сопротивление в цепи базы:

Из двух полученных величин берется меньшая.

13.  Постоянная составляющая базового тока:

, А

14.  Напряжение смещения:

15.  Входное сопротивление:

, Ом, где , Ом

, Ом

16.  Колебательная мощность на входе транзистора:

17.  Коэффициент усиления по мощности:

 >  – условие выполняется, необходимое усиление обеспечивается. Запас усиления используется на амплитудную коррекцию.

18.  Реактивная составляющая входного сопротивления:

3.2. В телефонной точке

Телефонная точка

1.  Амплитуда напряжения на коллекторе транзистора:

, В

2.  Напряжение на коллекторе транзистора:

, В

3.  Первая гармоника коллекторного тока:

, А

4.  Потребляемая мощность:

, Вт

5.  Колебательная мощность:

, Вт

6.  Первая гармоника базового тока:

, А, где  - коэффициент модуляции предварительного каскада ().

7.  Колебательная мощность на входе транзистора:

, Вт

3.3. Выбор элементов

1.  Сопротивление резисторов делителя напряжения смещения:

, Ом

, Ом

, Вт, где  - напряжение источника питания цепей смещения. Здесь в качестве  взят  - источник коллекторного питания, а также произведена проверка по мощности, рассеиваемой на резисторе , которая не превышает 5 ватт и подтверждает возможность применения.

2.  Сопротивление в эмиттерной цепи:

, Ом

3.  Разделительная емкость в коллекторной цепи:

, мкФ

4.  Блокировочная индуктивность источника коллекторного питания от токов высокой частоты:

, мкГн

5.  Разделительная емкость в базовой цепи

, мкФ.

3.4. Принципиальная схема

Рисунок 3.1. – Принципиальная схема транзисторного модуля

4. Расчет промышленного КПД передатчика

Расчет промышленного КПД производится для трех значений :  и .

Формула для расчета КПД указана ниже

, где  - средняя мощность в антенне,  - суммарная потребляемая передатчиком мощность.

Суммарная потребляемая передатчиком мощность состоит из суммы мощностей потребляемых основными энергоемкими узлами

, где  - мощность, потребляемая высоковольтными цепями (анодными и сеточными);

 - мощность, потребляемая накальными цепями;

 - мощность, потребляемая сеточными цепями;

 - дополнительная мощность.

Мощность, потребляемая высоковольтными цепями, находится как

, где  - КПД выпрямителя ().

Мощность, потребляемая накальными цепями, находится как

, где  - КПД трансформатора ().

Мощность, потребляемая сеточными цепями, находится как

, где  - КПД трансформатора ().

В дополнительную мощность входит мощность, потребляемая системой