Расчет и конструирование АМ передатчика
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?опротивления транзистора
Определяем значения LвхОЭ, rвхОЭ, RвхОЭ, CвхОЭ в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора (см.рис.3.2), принимая барьерную ёмкость активной части коллекторного перехода Ск.а=0.25Ск:
LвхОЭ=Lб+Lэ/=2.9 нГн;(3.18)
rвхОЭ=[(1+1()2fтСк.аRэк.ном)rб+rэ+1()2fтLэ]=
=1.03 Ом;(3.19)
RвхОЭ=[rб+(1+1()о)rэ]-rвхОЭ+Rд[1-1()]=8.7 Ом;(3.20)
СвхОЭ=о/(2fтRвхОЭ)=4.1 нФ.(3.21)
Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора:
rвх=rвхОЭ+=1.184 Ом; (3.22)
Xвх=2fLвхОЭ-=-0.532 Ом.(3.23)
Рисунок 3.3 - Эквивалентные входные сопротивление и ёмкость транзистора
Эквивалентные входные сопротивление и ёмкость транзистора (см.рис.3.3):
Rвхэк=rвх+(Xвх/rвх)2=1.424 Ом;(3.24)
Свхэк==1.508 нФ.(3.25)
Рисунок 3.4 - Эквивалентные выходные сопротивление и ёмкость транзистора
Для получения эквивалентной выходной ёмкости транзистора (см.рис.3.4) произведём расчёт ряда вспомогательных параметров:
h=1+40Iэоrб/о=4.15;(3.26)
M=40Iэоrб/h=28;(3.27)
f=f/fт=0.167;(3.28)
==4.8.(3.29)
Эквивалентная выходная ёмкость транзистора:
Свыхэк=Ск(1+0.4M/2)=390 пФ.(3.30)
Формулы (3.27)-(3.31) взяты из [3].
Входная мощность:
Pвх=0.5Iб2rвх=8.81 Вт.(3.31)
Коэффициент усиления по мощности:
Кр=P1ном/Pвх=13.7.(3.32)
Расчёт выходной и входной цепи транзистора (формулы (3.2)-(3.25), (3.31)-(3.32)) произведён согласно [1].
В результате расчёта каскада на максимальную мощность становятся известными следующие параметры: Iк1m=9.156 A, Iкоm=6.93 A, Iбоm=0.154 A, Ебm=2.37 В, Umб==2.54 В.
При базовой модуляции СМХ есть зависимость Iк1=f(Еб) при (Umб, Ебm, Rэк.ном)=const.
Для грубой оценки положения СМХ можно принять ее линейной и построить по двум точкам: точке максимального режима Iк1=Iк1m, Eб=Ебm и точке запирания каскада Iк1=0, Еб=Ебзап, где Ебзап=Еотс-Umб=-1.84 В.
Упрощенная СМХ приведена на рис.3.5.
Рисунок 3.5 Статическая модуляционная характеристика
Рассчитаем ряд параметров:
Минимальное модулирующее напряжение:
Амплитуда ВЧ составляющей в режиме несущей:
Получили Umin=-1.37 В, Uo=0.5 В. Рассчитаем угол отсечки в режиме несущей: н=arccos((Еотс-Uo)/Umб)=85.5. Рассчитаем ток постоянной составляющей базы в режиме несущей и амплитуду тока НЧ сигнала:
I=Iбоm-Iбон
Получили Iбон=0.067 А, I=0.087 А. Рассчитаем амплитуду напряжения НЧ сигнала на базе U=Eбm-Uo=1.87 В и требуемую мощность модулятора P=IU=0.082 Вт.
Произведём расчёт цепей питания для схемы ОК, приведённой на рис.3.6, для режима несущей по формулам (Есм=3 В):
(3.33)
В результате получим Iдел=0.33 А, R1=6.2 Ом, R2=1.5 Ом.
Мощность, рассеиваемая на резисторах:
Pr1=(Iдел+Iбо)2R1=1 Вт;(3.34)
Pr2=Iдел2R2=0.17 Вт.(3.35)
Рисунок 3.6 Схема оконечного (модулируемого) каскада
Модуль входного сопротивления транзистора:
|Zвх|==1.3 Ом.(3.36)
Рассчитываем номиналы блокировочных индуктивностей:
Lбл120|Zвх|/(2f)=0.13 нГн;(3.37)
Lбл220Rэкном/(2f)=0.28 нГн.(3.38)
Рассчитываем номинал разделительного конденсатора:
Ср120/(2f|Zвх|)=73 нФ.(3.39)
По методике, изложенной в [3], произведём расчёт ВКС. Т.к. передатчик является неперестраиваемым, то целесообразно использовать в качестве ВКС, назначение которой фильтрация высших гармоник и согласование транзистора с нагрузкой, простейший П-образный контур (см.рис.3.7).
На частоте сигнала f входное сопротивление П-контура должно быть чисто активным и равным требуемому сопротивлению нагрузки транзистора Rэк. Таким образом, П контур на частоте сигнала трансформирует активное сопротивление нагрузки Rн в активное входное сопротивление Rэк.
Рисунок 3.7 Схема П-образного контура
Порядок расчёта П-контура следующий:
Задаемся величиной волнового сопротивления контура в пределах =250500 Ом: =250 Ом.
Определяем индуктивность контура L0:
L0=/(2f)=1.194 мкГн.(3.40)
На частоте сигнала f П-контур сводится к виду, изображённому на рис.3.8, причём L, L0, C0 находятся в соотношении:
2fL=2fL0-1/(2fC0).
Рисунок 3.8 Схема приведённого П-образного контура
Величиной L необходимо задаться в соответствии с формулой:
L>/(2f)=0.122 мкГн,(3.41)
где Rн=50 Ом стандартное сопротивление фидера, соединяющего ВКС с антенной. Выбираем L=0.5 мкГн.
Определяем С0:
С0=1/(42f2(L0-L))= 33 пФ.(3.42)
Определяем С1 и С2:
С1==400 пФ;(3.43)
С2==138 пФ.(3.44)
Внесённое в контур сопротивление:
rвн=Rн/(1+(2fRнС2)2)=16.1 Ом.(3.45)
Добротность нагруженного контура:
Qн=/(rо+rвн)=14.6,(3.46)
где ro собственное сопротивление потерь контурной индуктивности, величина которой точно определяется ниже, на данном этапе принимаем ro=1 Ом.
Коэффициент фильтрации П-контура (только для ОК), принимая n=2, т.к. схема ОК однотактная:
Ф=Qн(n2-1)n=88.(3.47)
Произведём конструктивный расчёт элементов нагрузочной системы (см.рис.3.7). При этом необходимо выбрать номинальные значения стандартных деталей (С0, C1, C2), входящих в контур, и определить конструктивные размеры нестандартных деталей (L0).
Для настройки контура в резонанс и обеспечения оптимальной связи с нагрузкой в состав ёмкостей С0 и С2 целесообразно включить подстроечные конденсаторы (см.рис.3.9).
Рисунок 3.9 Схема П-образного контура с подстроечными элементами
&nbs