3. Расчет предоконечного каскада.

Так как требуется малая выходная мощность (0.15 Вт с учетом потерь в согласующей цепи), выбираем маломощный транзистор 2П904А, так как он удовлетворяет требованиям по частоте.

Схема предоконечного каскада:

Энергетический расчет стоковой цепи:

Исходные данные:

- напряжение стокового питания;

1. Расчет амплитуды напряжения первой гармоники:

2. Расчет амплитуды импульса стокового тока:

3. Расчет амплитуды импульса тока первой гармоники:

4. Расчет тока постоянной составляющей:

5. Расчет мощности, потребляемой от источника питания:

6. Расчет мощности, рассеиваемой на стоке:

7. Расчет коэффициента полезного действия (КПД):

8. Расчет номинального сопротивления стоковой нагрузки:

Энергетический расчет входной цепи:

Исходные данные:

- верхняя граница рабочей частоты;

- средняя крутизна ВАХ;

– емкость затвор-исток;

– емкость сток-исток;

– емкость канала;

- индуктивность истока;

1. Расчет переменного напряжения на канале:

2. Расчет амплитуды тока через затвор:

3. Расчет входного сопротивления:

Ом

6. Расчет входной мощности:

7. Расчет коэффициента усиления по мощности:

Расчет блокировочных элементов:

Для того, чтобы переменная составляющая выходного сигнала не проходила к источнику питания, ставятся разделительные катушки индуктивности Их номинал выбирается так, чтобы: .

Для того, чтобы постоянная составляющая выходного сигнала не проходила в нагрузку, ставятся конденсаторы . Их номинал выбирается так, чтобы: .

Для того, чтобы постоянная составляющая выходного сигнала не проходила на затвор, ставятся конденсаторы . Их номинал выбирается так, чтобы: .

Расчет трансформатора:

Трансформатор Тр1 служит для согласования выходного сопротивления предоконечного каскада с входным сопротивлением оконечного усилителя.

Расчет производится по методике изложенной в [2, стр.44].

1. Исходя из известного сопротивления и , определяем коэффициент трансформации n=0.67.

2. Волновое сопротивление линии трансформатора W₁=9.4 Ом, W₂=4.7 Ом, W₃=6.3 Ом, W₄=4.7 Ом.

3. Выбираем кабель: РП5-11 с волновым сопротивлением 9.4 Ом, РП5-11 с волновым сопротивлением 4.7 Ом, РП6-5-11 с волновым сопротивлением 6.3 Ом, РП4-7-11 с волновым сопротивлением 4.7 Ом, соответственно.

4. Определяем минимально допустимое значение индуктивности первичной обмотки трансформатора с таким расчетом, чтобы на нижней частоте рабочего диапазона её сопротивление не шунтировало вход трансформатора,

5. Выбираем марку феррита: 100 ВНС с параметрами:

6. Рассчитываем рабочее значение магнитной индукции в сердечнике:

где – удельные потери (для воздушного охлаждения )

7. Определяем число витков вторичной обмотки. Для этого выбираем типовые размеры ферритового кольца:

D=0.5 см

d=0.005 см

h=1 см

S=0.225 см²

где – максимальное напряжение в нагрузке. Итак, необходимо 2 кольца.

8. Тепловые потери в мощности во всем объеме ферритового сердечника:

9. КПД трансформатора:

Так как в рабочей полосе частот (1,5 – 30 МГц) входное сопротивление транзистора имеет емкостной характер, необходимо скомпенсировать шунтирующие действие емкости . Для этого параллельно входу транзистора включим НЧ цепь.

Расчет элементов: [1, стр. 243]

1. Примем . По таблицам находим коэффициенты:

2. Рассчитываем элементы: