3.2 Расчет усилителя радиочастоты (урч).

УРЧ – ставят во ВХ цепи для усиления ВЧ сигнала принимаемого антенной.

Исходные данные: средняя частота настройки приемникаГГц;полоса пропускания приемникаП=2МГц; коэффициент усиления усилителя;коэффициент шумадБ;избирательность преселектора по зеркальному каналу не менеедБ; волновое сопротивление подводящих линий МПЛ на входе и выходе усилителяОм.

1. Выбираем для усилителя схему с общим эмиттером на биполярном транзисторе КТ391А в типовом режиме мА, В

S – параметры транзистора (на частоте ГГц):

, ,,

, ,,

Проверяем условия нахождения транзистора в ОБУ

;

;

;

;

Поскольку < 1 транзистор находится в области ОПУ. Для перевода в область ОБУ используем стабилизирующее сопротивление

, Z₀= 50 Ом,= 1,031,1

Ом

Пересчитаем S-параметры с учетом:

Предварительно находим:

;

Пересчитанные S – параметры транзистора равны:

Рассчитаем транзисторный усилитель в режиме экстремального усиления. Коэффициент усиления транзисторного усилителя по :

Перед корнем взят знак “минус” поскольку транзистор находится в режиме ОБУ.

Рассчитанный коэффициент усиления K_p достигается при двухстороннем согласовании на входе и выходе транзистора.

Для расчета входного и выходногосопротивлений транзистора по формулам, найдем предварительно коэффициенты отражения на входе и выходе:

где инайдем из выражений:

SАЭ=0.137-0.024i

- характеристическое сопротивление тракта.

ZвхАЭ=44.32-8.4i

ZвыхАЭ=57.5+159.5i

Итак, входное комплексное сопротивление транзистора носит емкостной характер , гдеОм, а Ом.

Выходное комплексное сопротивление транзистора носит индуктивный характер , гдеОм, а Ом.

Расчет цепей согласования

Рассчитаем цепи согласования входного сопротивления транзистора с подводящей микрополосковой линией с волновым сопротивлением Z₀= 50 Ом на поликоре,мм.

Двухшлейфное согласование

Пересчитаем входное сопротивлением транзистора во входную проводимость

мСм

Активную составляющую входного сопротивления (проводимости) транзистора согласуем с волновым сопротивлением подводящей линииОм с помощью четвертьволного трансформатора (последовательного шлейфа) с параметрами:

длина шлейфа

см

волновое сопротивление (3.27):

Ом

Из формулы (3.22) находим ширину полоски

; мм

Реактивную составляющую входного сопротивления (проводимости) транзистора емкостного характера компенсируем параллельным короткозамкнутым шлейфом, входное сопротивление которого должно носить индуктивный характер.

Находим длину второго шлейфа:

см

где Ом; Ом

Ширина полоски шлейфа равна

; мм

Рассчитаем цепи согласования выходного сопротивления транзистора с микрополосковой линией с волновым сопротивлением Ом на поликоре с ;мм.

Рассмотрим двухшлейфовое согласование.

По формуле (3.36) пересчитаем выходное сопротивление транзистора в выходную проводимость

мСм

Активную составляющую выходного сопротивления (проводимости) транзистора согласуем с волновым сопротивлением МПЛОм с помощью четвертьволнового трансформатора (последовательного шлейфа) с параметрами:

длина шлейфа

см

волновое сопротивление (3.27):

Ом

Поскольку волновое сопротивление шлейфа труднореализуемо, применим двухступенчатый трансформатор. Задаемся волновым сопротивлением первой ступени Ом. Волновое сопротивление второй ступени находим по формуле (3.28)

Ом.

Итак, параметры первой ступени трансформатора

см; Ом;

; мм.

Параметры второй ступени трансформатора

см; Ом;

; мм

Реактивную составляющую выходного сопротивления транзистора, имеющую индуктивных характер, компенсируем с помощью параллельного шлейфа, в качестве которого используем четвертьволновый разомкнутый отрезок МПЛ входное сопротивление которого должно носить емкостной характер.

Задаемся волновым сопротивлением шлейфа Ом.

Длину четвертого шлейфа:

см

Ширина полоски шлейфа равна

;мм.