1. Выбор и обоснование структурной схемы передатчика.

Усилитель мощности должен иметь выходную мощность 2 Вт для данного варианта технического задания. Для получения такой мощности рекомендуется для повышения КПД использовать однотактную схему включения транзисторов.

Структурная схема однотактного усилителя мощности (рис.1.1) в общем случае содержит активный элемент (АЭ), входную (ЦС_вх) и выходную (ЦС_вых) цепи согласования, а также цепи блокировки по на­пряжению питания (ЦБП) и по напряжению смещения (ЦБС).

Рисунок 1.1 – Структурная схема однотактного усилителя мощности.

2. Выбор транзисторов, исходя из рабочего диапазона, мощности и назначения передатчика.

Для получения на выходе УМ сигнала мощностью 2 Вт необходимо использовать в выходном каскаде транзистор UTV020. Номинальная полезная мощность выходного сигнала 2,0 Вт, режим работы – класс А, номинальное напряжение коллекторного питания 25 В, конструкция транзистора и его электрические параметры приведены на рис. 2.1

Рисунок 2.1 – Конструкция транзистора UTV020

Зависимость выходной мощности от входной мощности возбуждения представлена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 – Зависимость выходной мощности от входной мощности возбуждения

Зависимость входного комплексного сопротивления транзистора от частоты при номинальных значениях коллекторного напряжения и тока представлена на рис. 2.3. Активная составляющая входного сопротивления изменяется в пределах от 1,0 до 0,8 Ом при изменении частоты от 400 до 900 МГц. Реактивная составляющая носит емкостной характер и изменяется при этом в пределах от –3,8 до –9,0 Ом.

Рисунок 2.3 – Зависимость входного комплексного сопротивления транзистора от частоты

Зависимость выходного комплексного сопротивления транзистора от частоты при номинальных значениях коллекторного напряжения и тока представлена на рис. 2.4. Активная составляющая выходного сопротивления изменяется в пределах от 0,8 до 0,9 Ом при изменении частоты от 400 до 900 МГц. Реактивная составляющая носит индуктивный характер и изменяется при этом в пределах от 23 до 15 Ом.

Рисунок 2.4 – Зависимость выходного комплексного сопротивления транзистора от частоты

Мощность возбуждения транзистора UTV020 составляет 0,2 Вт. Определим мощность возбуждения предыдущего каскада, если выходная мощность 0,02 Вт. В этом каскаде будем использовать транзистор UTV005. Для получения требуемой выходной мощности нужно подать на вход сигнал мощностью 0,01 Вт. Таким образом, у нас получилось 2 каскада

1. Транзистор – UTV005, P_in = 20 мВт, P_out = 200 мВт.

2. Транзистор – UTV020, P_in = 0,2 Вт, P_out = 2 Вт.

Для расчета количества каскадов используем формулу:

;

;

;

Количество каскадов:

Округляя в большую сторону получаем 2 каскада.

3. Расчет оконечной ступени передатчика.

Современные технологии исследования радиотехнических устройств очень широко применяют методы компьютерного моделирования для решения целого ряда задач. Так как предоставлены зависимости входных и выходных активных и реактивных составляющих транзистора UTV020 от частоты, и дана базовая однотактная схема включения, можем для исследования расчета оконечной ступени передатчика воспользоваться пакетом программ Microwave Office.

При исследовании – за основную частоту примем среднюю частоту для данного 38 ТВ канала – 610 МГц. Исследования будем проводить на всем диапазоне частот данного канала, а именно 606-614 МГц.

За основу для оптимизации можно принять схему, представленную на рис.3

Рисунок 3 – Оптимизируемая схема усилителя мощности