4 Контрольная работа №2 (по второй части курса уфс)

Рассчитать усилитель мощности в режиме модуляции.

В процессе выполнения работы следует:

• Составить принципиальную электрическую схему высокочастотного каскада и выходного каскада модулятора.

• Исходя из заданной мощности и частоты ВЧ сигнала, выбрать тип транзистора или лампы. Произвести расчет модулируемого каскада в двух режимах работы: максимальном и молчания. На основании полученных данных построить статическую модуляционную характеристику.

• Определить требуемую мощность модулятора. Произвести расчет блокировочных конденсаторов и дросселей ВЧ с учетом заданной полосы модулирующих частот (н - в).

Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1

4.1 Пример расчета усилителя мощности с коллекторной модуляцией

• Составляем принципиальную электрическую схему (рисунок 1).

Рисунок 1

• Расчет усилителя мощности начинается с максимального режима. Для модулируемого каскада максимальная мощность с учетом потерь в контуре и фидере [1-6].

Вт.

где Kпз = 1,1 - 1,3 - коэффициент производственного запаса,

Р_1н - заданная мощность в режиме несущей,

m - заданный коэффициент модуляции,

к = 0,8 - 0,95, ф = 0,8 - 0,95 - к.п.д. контура и фидера соответственно.

Для повышения к.п.д. используем режим с углом отсечки тока к=90.По таблицам для коэффициентов Берга [2] определим:

cos к = 0, 0(к) = 0,319, 1(к) = 0,5.

Исходя из P_1max = 15.2 Вт, f₀ = 27 МГц, выбираем транзистор КТ930А, который имеет следующие параметры [7]:

ft = 120 МГц, Pkдоп = 30Вт, Ikдоп = 3А,

Ukдоп = 60 В, 0 = 35, Eб = 0,7 В,

rнас = 1,2 Ом, Ck = 100 пФ, rб = 2 Ом,

rэ = 0,01 Ом, Cэ = 400 пФ, Lэ = 20 нГн,

Lб = 20 нГн, Lк = 5 нГн.

Энергетический расчет цепи коллектора

1. Определим амплитуду напряжения на коллекторе транзистора VT₁

В,

где В.

2. Остаточное напряжение на коллекторе:

В.

3. Амплитуда импульса коллекторного тока:

А.

4. Постоянная составляющая тока коллектора:

А.

5. Первая гармоника коллекторного тока:

А.

6. Произведем расчет высокочастотных Y - параметров транзистора на рабочей частоте [6].

7. Находим активную составляющую выходного сопротивления транзистора:

Ом.

8. Первая гармоника коллекторного тока, протекающего через выходное сопротивление транзистора:

А.

9. Первая гармоника коллекторного тока, протекающего через нагрузочный П - контур:

А.

10. Сопротивление нагрузочного П - контура, необходимое для обеспечения критического режима:

Ом.

11. Потребляемая мощность в максимальном режиме:

Вт.

12. Мощность, поступающая в нагрузочный П - контур:

Вт.

13. К.п.д. генератора (без учета потерь в нагрузочном П - контуре):

или 59%.

14. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

Вт.

Переходим к энергетическому расчету базовой цепи.

15. Угол дрейфа на рабочей частоте:

.

16. Угол отсечки импульсов эмиттерного тока:

17. Модуль коэффициента усиления по току:

.

18. Импульсные токи эмиттера:

А.

19. Амплитуда напряжения возбуждения на рабочей частоте:

В.

20. Постоянная составляющая тока базы:

мА.

21. Напряжение смещения на базе:

В.

22. Угол отсечки импульсного тока базы:

23. Активная составляющая входного сопротивления транзистора на рабочей частоте:

Ом.

24. Мощность возбуждения на рабочей частоте без учета потерь во входном согласующем контуре:

Вт.

25. Коэффициент усиления по мощности:

26. Общая мощность, рассеиваемая транзистором:

Вт.