Проектирование передатчика для радиотелефона
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
В»ьку она подключена параллельно выходной ЦС, ее величину требуется выбирать так, чтобы доля токов высокой частоты, протекающих через нее, была мала по сравнению с основным током в схеме. Реактивное сопротивление индуктивности должно быть велико по сравнению с ХС бл : , АL выбирается в пределах 20тАж50. Пусть , тогда
.
Рассмотрим входную цепь. Здесь для обеспечения необходимого напряжения смещения используем цепь эмиттерного автосмещения, т.к. оно обеспечивает постоянную напряженность режима и стабильность постоянных токов эмиттера и коллектора при изменениях температуры среды. Базовое или комбинированное автосмещение вводить не имеет смысла, т.к. это не улучшит показателей усилителя: в процессе эксплуатации практически не возникает изменений сопротивления нагрузки, а напряжение питания застабилизировано в самом источнике.
Найдем сопротивление эмиттерного автосмещения: . Постоянный ток эмиттера найдем по закону Кирхгофа для транзистора: . Постоянный ток базы: . Отсюда . Теперь можно расiитать сопротивление .
Для того, чтобы исключить влияние переменных токов на падение напряжения на сопротивлении Rэ и, следовательно, на смещение сопротивление емкости Сэ должно быть мало по сравнению с Rэ . Поэтому емкость .
Индуктивность Lбл1 предотвращает короткое замыкание по высокой частоте входа транзистора и выхода ЦС предыдущего каскада. Ее сопротивление переменным токам должно быть высоким по сравнению с сопротивлением основного пути протекания токов:
,
,
.
Конденсаторы СР служат для развязки каскадов по постоянному току. Их сопротивления переменному току должны быть небольшими, поэтому выбираем их величину следующим образом: ; . Их емкости:
;
.
Рис.2.1. Электрическая схема выходного каскада
На данном этапе раiет режима работы выходного каскада можно iитать оконченным. Полученный коэффициент усиления по мощности превышает предполагаемый (), поэтому мощность, передаваемая в нагрузку, окажется выше требуемой. Для устранения этого несоответствия надо либо понизить мощность, подаваемую на вход каскада путем уменьшения коэффициента передачи первого предвыходного каскада, либо уменьшить КПД выходной цепи согласования ЦСвых . Решим эту проблему первым способом: на вход каскада будем подавать мощность , при этом коэффициент передачи первого предвыходного каскада составит . КПД выходной ЦС оставим на уровне 0,9. Тогда в нагрузку будет передаваться требуемая мощность .
3. Раiет цепей согласования
Цепи согласования в радиопередатчике выполняют ряд полезных функций, основными из которых являются согласование колмплексных сопротивлений источника возбуждения и его нагрузки (в межкаскадных цепях согласования источником является предыдущий, менее мощный каскад, а нагрузкой - комплексное входное сопротивление следующего, более мощного каскада) и фильтрация побочных гармонических составляющих выходного тока АЭ. Для раiета ЦС необходимо иметь исходные данные: выходное сопротивление источника колебаний и входное сопротивление нагрузки, требования к фильрации цепи. В рамках данной работы такие данные были определены только для выходной ЦС, поэтому раiет будет производиться только для этой цепи. Для других ЦС раiет не составит особого труда и будет зависеть от требований, предъявляемых к ЦС.
Задачи выходной ЦС: 1) преобразование активного сопротивления антенны в оптимальное сопротивление нагрузки транзистора; 2) обеспечение требуемого уровня побочных излучений, т.е. требуемой фильтрации побочных составляющих выходного тока УМ; 3) пропускание в нагрузку части мощности, определяемой КПД ЦС.
Исходя из поставленных задач, выберем в качестве выходной ЦС П-контур. Расiитаем его элементы по методике, приведенной в [7].
Рис.3.1. П-контур
Требуемое входное сопротивление согласующей цепи Rк (см рис.3.1) было определено в результате раiета электрического режима работы выходного каскада. Со стороны выхода цепи требуется обеспечить сопротивление, равное сопротивлению нагрузки Rн .
Для упрощения раiетов и улучшения характеристик цепи используем симметричную П-цепь. В этом случае параметр . Для реализации цепи, очевидно, необходимо, чтобы выполнялось условие: , которое в нашем случае выполняется.
Характеристическое сопротивление цепи . Т.к. цепь симметричная, то , откуда несложно найти величины емкостей и индуктивности:
.
Однако транзистор имеет выходную емкость Ск , включенную параллельно емкости С1 , поэтому часть емкости С1 будет скомпенсировано выходной емкостью транзистора. Значит, для того, чтобы емкость С1 не изменилась под влиянием выходной емкости транзистора, надо ее уменьшить на величину Ск . С учетом этого переiитаем емкость С1 :
.
Здесь - общая емкость, которую необходимо обеспечить в правой ветви согласующей цепи (см. рис.3.2).
Рис.3.2. "ияние выходной емкости транзистора на ЦС
Расiитаем коэффициент фильтрации цепи. Однако предварительно необходимо расiитать КПД ЦС, для чего следует задаться значением ненагруженной добротности цепи . Добротность конденсаторов обычно как минимум на порядок выше добротности катушек индуктивности , поэтому определяющей является именно добротность катушки индуктивности: . Согласно [2] для контуров с сосредоточенными параметрами достижимое значение . Очевидно, чем выше эта добро