3.2. Расчет структурной схемы передатчика

Все каскады передатчика будем строить, используя в качестве активных элементов биполярные транзисторы, так как рабочая частота сравнительно невелика.

Детальный расчет транзисторных каскадов приведен ниже, это длительная и трудоемкая работа, поэтому эскизный расчет структурной схемы будем проводить без детального расчета режима каждого каскада, на основе справочных и экспериментальных данных.

Экспериментальные данные содержат сведения о полученных на частоте f ' определенной мощности Р₁' при КПД коллекторной цепи ', коэффициенте усиления по мощности К_р' и питающего напряжения Е_к'. В передатчиках мощные транзисторы используются почти на пределе их возможностей по частоте, то есть в области «высших» частот

,

поэтому их коэффициент усиления по мощности К_р мал и зависит от частоты следующим образом [1, стр.34]:

К_Р>К_Р'·(f '/f)²·(Е_К/Е_К')(Р₁'/Р₁), [1]

где f, К_Р, Р₁, Е_К - условия работы транзистора в рассматриваемом каскаде. Найдя таким образом коэффициент усиления транзистора по мощности, можно использовать для определения мощности предшествующего каскада следующую формулу [1]:

Р_пред=Р₁/К_Р. [2]

Основные данные для расчета структурной схемы:

Fр=65 МГц; Р1=80 Вт; f=6кГц.

При проектировании усилителя мощности следует учесть потери в выходной колебательной системе, взяв примерные значения из [1, стр. 31]: _(ВКС)=0.9. Таким образом, усилитель мощности должен обеспечивать мощность в нагрузке:

Р_1УМ=Р₁/_(ВКС) =80/0.9 =88.9 Вт.

В качестве активного элемента для УМ выбираем транзистор 2Т920А со следующими параметрами:

f '=175 МГц; Р_Н'=1 Вт; К_Р'=7...35; _Т'=50...60; Е_П'=9В; =90.

Используя формулы (1), (2) найдем Р_ВХ.УМ1:

.

Р_ВХ.УМ1=0.55 /47=0.011 Вт=11 мВт.

В предоконечном каскаде будем использовать транзистор типа КТ340А со следующими параметрами:

f '=80 МГц; Р_Н'=50 мВт; К_Р'=5...7; Е_П'=9В; =90.

Используя формулы (1), (2) и учитывая потери в ЦС между этими каскадами равные  0.5 найдем Р_ВЫХ.УМ2:

P_ВЫХ.УМ2=P_ВХ.УМ1/=0.011/0.5=0.022=22мВт

Коэффициент передачи данного каскада равен:

.

Следовательно Р_ВХ.УМ2=Р_ВЫХ.УМ2/К_УМ2=22/35=0.6мВт.

Учитывая потери в ЦС предоконечного усилителя с АГ равные .6

Получим требуемую выходную мощность АГ равную P_АГ=1мВт

Используя полученные выше данные можно составить структурную схему проектируемого передатчика, которая приведена в приложении.

4. Расчет принципиальных электрических схем отдельных каскадов передатчика

4.1. Расчет усилителя мощности

В качестве усилителя мощности будем использовать однотактный генератор, работающий с отсечкой тока, выходная цепь связи которого будет обеспечивать фильтрацию высших гармоник. Электрическая принципиальная схема такого однотактного генератора вместе с фильтрующей цепочкой П-типа приведена на рис.2.

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ОДНОТАКТНОГО УМ

Рис.2

Фильтрующая П-цепочка (L, C, C ) позволяет либо повышать либо понижать нагрузочное сопротивление R_Н.

Электрический расчет режима работы транзистора состоит из двух этапов - расчет коллекторной цепи и расчет входной цепи. При этом входная цепь транзистора строится таким образом, чтобы импульсы коллекторного тока были близки к отрезкам симметричной косинусоиды с углом отсечки =90°, либо близким к нему.