3.6. Расчет предоконечного каскада

Согласно рекомендации, . Коэффициенты Берга для угла отсечки 120 градусов (2.094 рад) равны . В перенапряженном режиме параметр не должен превышать 1.

Коэффициент

Амплитуда переменного напряжения на стоке должна составить:

Первая гармоника стокового тока составит:

Максимальное значение высоты импульса стокового тока:

Пользуясь вычисленными коэффициентами Берга, вычислим ток, потребляемый от источника питания и амплитуду импульса второй гармоники стокового тока:

Амплитуда второй гармоники тока стока равна:

Номинальное сопротивление стоковой нагрузки составит:

Значение эквивалентного сопротивления больше 3 Ом, согласование будет.

Мощность, потребляемая от источника питания, равна:

Таким образом, потери в стоковой цепи транзистора:

КПД стоковой цепи:

3.7. Расчет входной цепи предоконечного каскада

Напряжение возбуждения необходимое для создания тока стока в 0.103А:

Напряжение смещения на затворе:

Внутреннее сопротивление транзистора:

Коэффициент , учитывающий дополнительные потери в паразитных емкостях транзистора:

Первая гармоника тока затвора:

выбирается таким образом, чтобы на выполнялось соотношение:

Входной ток определяется по формуле:

Входное сопротивление модуля:

Требуемая мощность на входе:

Это значение меньше, чем выходная мощность модулятора 0.25Вт, обеспечивается запас.

Коэффициент усиления по мощности:

Необходимо рассчитать элементы предоконечного каскада по приведенным ранее формулам.

Емкость разделительного конденсатора в цепи затвора С2 и С2’ определяется по формуле:

Емкость разделительного конденсатора в цепи стока С1 и С1’ определяется по формуле:

Ток через делитель R1-R2 определяется по формуле:

Так как мощность значительно превышает 1Вт, то необходимо использовать понижающий конвертер до 2.7В.

Блокировочная катушка индуктивности в цепи затвора определяется из по формуле:

Глава 4. Разработка выходной фильтрующей системы.

Необходимое ослабление по ГОСТу минус 60дБ. Часть ослаблена в самом усилителе за счёт выбора угла отсечки. Потери равны 

Ослабление, которое необходимо реализовать в фильтре:

Проектирование пассивного фильтра в программе схемотехнического моделирования MicroCap 12. Тип фильтра – фильтр нижних частот с эллиптической функцией, так как для построения требует меньшее число компонентов.

Полоса пропускания фильтра имеет следующие границы:

На рисунке 13 представлено окно проектирования пассивного фильтра в программе MicroCap 12 с заданными граничными частотами (Passband - Fc и Stopband, Fs) и коэффициентом ослабления (Stopband Attenuation, A).

Рисунок 13 – Окно проектирования пассивного фильтра MicroCap 12

После выбора параметров пассивного фильтра и нажатия на кнопку «ОК» на основном холсте MicroCap появляется принципиальная схема спроектированного фильтра, представленная на рисунке 14.

Рисунок 14 – Принципиальная схема пассивного фильтра, спроектированного в программе MicroCap 12

Результат моделирования амплитудно-частотной характеристики для спроектированного фильтра нижних частот представлен на рисунке 15 (AC, исследование динамических характеристик переменного тока).

Рисунок 15 – График АЧХ спроектированного фильтра