Расчет входной цепи
Исходные данные к расчету:
Мощность в коллекторной нагрузке
Первая гармоника и постоянная составляющая тока коллектора
Коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ
Коэффициент усиления мощности Kyp = 10
Мощность возбуждения:
Амплитуда первой гармоники тока базы:
Входное сопротивление (схема с ОЭ):
Полученные значения rк и rвх не учитывают влияние обратных связей через емкости перехода коллектор - база и индуктивность вывода эмиттера или базы в зависимости от схемы включения. В схеме с ОЭ обратная связь приводит к передаче части входной мощности в нагрузку. Учтем эти особенности работы приборов, приняв в схеме с ОЭ rвх в 1,3 - 1,5 раза большим, чем рассчитанное выше: rвх = 84,7 Ом ·1,5 = 127,1 Ом
Постоянная составляющая тока базы:
Напряжение смещения на базе (эмиттере) ЕБ0 ≈ ЕБ = 0,5 - 1,0 В. Его подбирают при регулировке режима по минимуму нелинейных искажений.
Расчет электрической принципиальной схемы транзисторного усилителя
Принципиальная
схема транзисторного усилителя оконечного
каскада передатчика приведена на рис.6.
Рис. 6. Принципиальная схема транзисторного УМК
В данной схеме применен транзистор с высоким усилением. Цепь ООС С4R1L4 снижает усиление до допустимого уровня и расширяет полосу частот с равномерной АЧХ. Транзистор работает в канале звука с углом отсечки коллекторного тока Q=180°. Нагрузочная цепь (Рис. 7.) соединяет выход транзистора с нагрузкой усилителя, обычно фидером с волновым сопротивлением Zф = 50 или 75 Ом. Фидеры работают на согласованную нагрузку (КСВ ≤ 1,1). Требования к цепи следующие: обеспечение расчетного сопротивления rк в диапазоне рабочих частот и фильтрация высших гармонических, обеспечивающая гармоническую форму напряжения на переходе. Значение rк по диапазону меняется слабо. Нагрузочную цепь строят полосовой, неперестриваемой, по меньшей мере в одном ТВ диапазоне частот. Требование к линейности ФЧХ, равномерности АЧХ и КПД цепи выполняется в этом случае само по себе.
Рис. 7. Нагрузочная и входная цепь усилителя
В рассматриваемой схеме резонансным выполняют контуры L3С3 и L7C7. Второй слабо связан с транзистором малой индуктивностью L6. Коэффициент включения транзистора в цепь нагрузки
Приняв добротность нагруженного контура Qн = 4, имеем:
xСф = xLн + xLк = Rф / Qн = 75 Ом/ 5 = 15 Ом;
xLн = pн xСф = 0,532·15 Ом = 7,95 Ом;
xL6 = pн2 xСф = (0,532)2 ·15 Ом = 4,25 Ом;
xL7 = xСф – xL6 = 15 Ом – 4,25 Ом = 10,75 Ом;
Согласование низкого входного сопротивления мощного транзистора с сопротивлением источника возбуждения является сложной задачей. Ее решение упрощается, если входной контур, включающий полное входное сопротивление прибора сделать параллельным резонансным (L3C3). Такой контур дает коэффициент трансформации сопротивлений Qн2. Тогда цепь C1L1C2L2 нагружается на активное сопротивление:
Rвх = Q2н вх rвх = 52 ·127,1 Ом = 3117,5 Ом.
Произведем расчет элементов принципиальной схемы, используя полученные соотношения:
