3. Система синтеза частот

1. Описание схемы

В соответствии с техническим заданием ССЧ строится по схеме синтезатора с кольцом ФАП.

Генератор управляемый напряжением (ГУН) является источником выходных колебаний. В фазовом детекторе ФД происходит сравнение фазы колебаний, поступающих с выхода делителя с эталонного генератора ОКГ с фазой колебаний ГУН, прошедших через делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД. При расстройке ГУН на выходе ФД возникают биения, при этом ФНЧ пропустит на управляющий вход ГУН их постоянную составляющую.

В этой схеме из сигнала ОКГ датчик опорных частот ДОЧ формирует набор частот кратных шагу сетки, при этом каждая следующая частота ДОЧ в 10 раз отличается от предыдущей, кроме этого формируется частота f_доп . Сигналы с ДОЧ поступают на умножители с переменными коэффициентами умножения.

2. Структурная схема ссч

В соответствии с заданием надо получить частоты от 550 до 630 МГц с шагом 0,5 МГц.

На схеме указаны нижние и верхние (в скобках) частоты и соответствующие им коэффициенты у СГ.

4. Усилитель мощности

1. Заданная выходная мощность составляет 80 Вт. Поэтому необходимо выбрать такое количество транзисторов для усилителя, чтобы их суммарная мощность была не меньше этого значения. В данном случае их количество будет равно 2. Рабочая частота выбранного транзистора не должна быть меньше верхней граничной частоты.

2. Расчет выходной цепи

   1. Выбор используемого транзистора:

2Т-984А^* со следующими параметрами:

Pвых = 250 Вт

Рабочая частота

F = 1 ГГц

Допустимое значение рассеиваемой на коллекторе мощности

Pкдоп = 600 Вт

Максимально допустимое значение напряжения коллекторного питания

Ек max = 50 В

Максимально допустимое значение напряжения база-эмиттер

Uбэmax = 4 В

Максимально допустимое значение коллекторного тока

Ikmax = 16 А

Крутизна линии граничного режима

S_гр= 3 А/В

Индуктивность выводов

L_б = 0,01 нГн; L_э = 0,4 нГн; L_к = 0,5 нГн

Межэлектродные емкости

С_к= 60 пФ

Частота единичного усиления

fт = 1,4 ГГц

Сопротивления выводов

rб = 0,2 Ом; rэ = 0,06 Ом

Схема включения

Общая база

• Зададимся напряжением коллекторного питания Ек = 45В, что не превышает предельно допустимого значения. Мощность отдаваемая одним транзистором на выходе Р1 = 200 Вт. При угле отсечки θ = 90º можно получить амплитуду импульса коллекторного тока из выражения:

= 21,065 А

• Амплитуда переменного напряжения на коллекторе:

U_кm= E_к – u₀; u₀ = / S_гр ; u₀ = 21,065/ 3=7,02 В

U_кm = 37,978 В

• Амплитуда первой гармоники тока на выходе:

I_к1 = α₁ ; α₁ = 0.5

I_к1 = 0,5*21,065=10,532 А

• Амплитуда постоянной составляющей тока на выходе:

I₀ = α₀ ; α₀ = 0,318;

I₀ = 0,318*21,065=6,699 А

Постоянная составляющая тока стока не превосходит предельно допустимое значение.

• Мощность потребляемая транзистором от источника питания:

P₀=I_к0 E_к

P₀ =301,434 Вт

• КПД:

 = P1 / P0

 = 66,3 %

• Мощность рассеиваемая на коллекторе:

Pк=P0P1

Pк =101,434 Вт

• Сопротивление нагрузки по первой гармонике:

R _э=U_кm/ I_к1

R э =37,978/10,532=3,6 Ом