2. Выбор структурной и расчет функциональной схемы передатчика.

1. Выбор структурной схемы передатчика.

Исходя из приведенного выше анализа, выбираем следующую структурную схему (рис.2):

Рис.2. Структурная схема проектируемого передатчика.

На рис.2 изображены:

ЗГ – задающий генератор

БК – буферный каскад

ФМ – фазовый модулятор

УЧ – умножитель частот

УМ – усилитель мощности

БУ – блок управления

В качестве задающего генератора (ЗГ) будем использовать автогенератор с кварцевой стабилизацией. Синтезатор будет обеспечивать необходимую сетку частот, а кольцо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) будет осуществлять частотную автоподстройку. После фазового модулятора (ФМ) необходимо поставить тракт умножителя частоты для обеспечения заданной девиации и заданного диапазона частот. Тракт усиления мощности (УМ) помогает нам добиться необходимой выходной мощности. Блок управления (БУ) выступает в качестве устройства, которое устанавливает необходимую частоту на выходе синтезатора частот. После каждого умножителя частоты из-за ослабления сигнала необходимо ставить усилитель высокой частоты (УВЧ).Буферный каскад (БК) служит для согласования по сопротивлению.

2. Разработка функциональной схемы.

Задачей этого раздела ставлю полное описание функциональной схемы проектируемого передатчика и нахождения оптимального и необходимого количества каскадов УМ и УВЧ для обеспечения заданных технических требований.

Фазовую модуляцию наиболее просто осуществить, пропустив не­сущее колебание через резонансную систему, частоту на­стройки которой можно изменять, например, меняя смещение на варикапе, входящем в состав контура. Будем использовать схему[2]:

Рис.3 Принципиальная схема фазового модулятора

На рис. 3 пред­ставлена схема фазового модулятора, выполненного в виде трехзвенного перестраиваемого фильтра, составленного из одинаковых контуров, которые перестра­иваются с помощью варикапов. При соответствующей настройке моду­лятор может обеспечить девиацию фазы до ±40° на каждое звено фильт­ра при нелинейных искажениях, не превышающих 2 %, и практически отсутствующей амплитудной модуляции. В этом фазовом модулятор будем использовать маломощный среднечастотный транзистор КТ315Б с f_гр =250 МГц. [3]

Для обеспечения заданной девиации частоты и дальнейшего упрощения разработки задающего автогенератора будем использовать умножители частоты.На выходе проектируемого передатчика должны обеспечить перестройку частоты в пределах 50-75 МГц и девиацию частоты 10 кГц. При построении тракта умножения будем использовать n=3 утроителя, т.к. n = f_р/f_сч, где f_р – рабочий диапазон частот, f_сч – полоса частот, выдаваемая синтезатором частот. Т.о. f_сч=f_р/3^.3^.3=(50-75)/3^.3^.3=1.83 - 2.76 МГц.

Т.к. выходная мощность умножителя и коэффициент усиления по мощности транзистора падают в n раз, то после каждого умножения частоты будем ставить усилитель высокой частоты (УВЧ) по схеме с общим эмиттером. Транзистор КТ336А с f_гр=250МГц [3] будет использоваться в качестве активного элемента в утроителях частоты, а в усилителях высокой частоты можно использовать транзистор КТ368А [3] с f_гр=250МГц. Оценим коэффициент усиления по мощности умножителя частоты. Т.к. на f ^’=20 МГц у транзистора КТ366А k ^‘=7дБ[3], то

В качестве буферного каскада (БК) будем использовать эмиттерный повторитель на транзисторе КТ315Б с f_гр =250 МГц. [3]

По заданию выходная мощность проектируемого передатчика должна составлять 10 Вт. Необходимо, чтобы тракт усиления по мощности обеспечил усиление сигнала мощностью 100 мВт, которые выходят после тракта умножения частоты, до 10 Вт, с учетом потерь на цепи согласования. Проектирование данного тракта начнем с его выхода. Для обеспечения широкополосного согласования и фильтрации высших гармоник необходимо использовать коммутируемые фильтры (КФ), также перед антенной необходимо использовать цепь согласования. Потери на коммутируемых фильтрах и цепи согласования составят 10%, т.о. мощность, выводимая с оконечного усилителя мощности должна быть равная P₄=(10 Вт + 10 %) + 10%=13.3Вт

После тракта умножения частоты поставим предварительный усилитель (ПУ), в качестве активного элемента будем использовать транзистор КТ920Б, включенный по схеме с общим эмиттером. На частоте f ^’=100 МГц этот транзистор имеет коэффициент усиления k ^‘=5дБ. [3] Сделаем приблизительный пересчет по формуле[4]:

где f – верхняя граница заданного диапазона частоты проектируемого передатчика.

Т.о. после предварительного усилителя мы будем иметь мощность равную

P₂=P₁^.k=0.1^.8=0.8 Вт, но с учетом следующей за ним цепи согласования с потерями 5%, на вход оконечного усилителя мощности будет поступать мощность P₃=P₂ – 0.05^.P₂=0.95^.P₂=0.75Вт.

По рассчитанным выше данным P₃ и P₄ выберем в качестве активного элемента транзистор КТ909Б, который на частоте f ^’=100 МГц имеет коэффициент усиления по мощности k ^‘=7дБ. [3] Сделаем приблизительный пересчет по формуле[4]:

Этот коэффициент усиления нас удовлетворяет ,т.к. P₄/P₃=17.5.

В состав любого радиопередающего устройства входит возбудитель, определяющий частоту его колебаний. Возбудитель современного ра­диопередатчика - сложное и дорогостоящее устройство, со­стоящее в общем случае из синтезатора частоты (СЧ), выраба­тывающего одно или несколько выходных когерентных колебаний с заданными частотами, формирователя видов работ (ФВР) на фиксиро­ванной поднесущей частоте. Как уже указывалось, стабильность частоты автогенератора являет­ся одним из основных его параметров. Этот параметр исключительно важен для электромагнитной совместимости. Для создания стабильных автогенераторов необходимо использовать высокодобротные колебательные системы, обладающие стабильной резонансной частотой. На обычных LC-элементах удовлетворить эти требования оказывается сложно. Значитель­но лучшими свойствами обладают колебательные системы, изготовлен­ные из материалов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, в частности кварцевые резонаторы. В качестве задающего генератора, вырабатывающего частоту 1МГц, используется обычный транзисторный автогенератор с кварцевой стабилизацией. [2].Такая схема обеспечит нам заданную нестабильность частоты:

5^.10^-6. В качестве активного элемента используется транзистор КТ397А с f_гр =350 МГц.[3] Мощность возбудителя обычно не велика 10-20мВт, а при использовании кварцевого АГ – до 5 мВт.

Для изменения частоты в пределах 1,83-2,76 МГц будем использовать синтезатор частоты, работающий по методу косвенного синтеза, они содержат в своем составе подстраиваемый по частоте автогенератор, охваченный петлей фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). [1]:

Рис.4. Синтезатор, работающий по методу косвенного синтеза.

На рис.4 изображены:

ПГ – перестраиваемый генератор

ДПКД - делитель частоты с переменным коэффициентом деления (N=183-276)

ДЧ – делитель частоты (N₁=10)

ЭГ – эталонный генератор

ФД – фазовый детектор

ФНЧ – фильтр низких частот

В стационарном режиме, когда ω_эг= ω_пг, в системе устанавливается постоянная разность фаз между сигналами соответствующих генерато­ров и выходное напряжение ФД постоянно. Это постоянное напряжение подается на вход ПГ, ибо в противном случае стационарный режим будет невозможен. Поэтому между ФД и ПГ включаются устройства, пропускающие постоянный ток. Такими устройствами являются ФНЧ, которые устраняют из спектра сигнала управления нежелательные со­ставляющие побочных частот, присутствующие на выходе ФД.

Система ФАПЧ может работать в различных режимах. Например, если частоты ЭГ и ПГ равны и эффект медленных измерений параметров ПГ, определяющих его частоту, полностью компенсируется действием ФАПЧ, последняя работает в так называемом режиме удержания. С понятием режима удержания неразрывно связано понятие полосы удер­жания, т. е. области начальных расстроек ЭГ и ПГ, в которой возможен этот режим. Ширина полосы удержания определяется разностью гра­ничных значений частоты ПГ, соответствующих наибольшему и на­именьшему напряжениям на выходе ФД.

Зная принцип работы системы ФАПЧ, нетрудно пояснить работу синтезатора, работающего по методу косвенного синтеза (методу ана­лиза). Сигнал с выхода делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) поступает на ФД, на который одновременно поступает сигнал от делителя частоты с постоянным коэффициентом деления (ДЧ) с N₁=10, на который в свою очередь поступает сигнал от эталонного генератора (ЭГ) с частотой f₀=1МГц. Т.о. частота сравнения ФД будет определяться выражениемf_ср=f₀/N₁=0.1МГц. Делитель частоты па фиксированную величинуN1 использует­ся потому, что частота, на которой проводится сравнение фаз, оказывается порядка 100 кГц, а на подобных частотах построе­ние высокостабильных малошумящих кварцевых генераторов не­экономично (как правило, частота опорного генератора находит­ся в области от 1 до 10 МГц.) [6]

Выходное напряжение ФД, как в обычной системе ФАПЧ, через ФНЧ воздействует на управляющий элемент (УЭ), который изменяет частоту ПГ. В качестве ПГ используется, как правило, тран­зисторный автогенератор, выполненный по схеме емкостной трехточки, и УЭ с варикапом, включенным в колебательный контур. Т.к. в синхронном состоянии частоты сигналов, сравниваемых ФД, также определяются по формуле f_ср = f_пг/N, где N — коэффициент деления ДПКД, и, следовательно, N=f_пг/f_ср=(1.83 - 2.76)/0.1=183-276. Меняя коэффициент деления N, по команде внешнего устройства, поступающего из блока управления, зада­ющего код требуемой выходной частоты, можно изменять частоту ко­лебаний на выходе синтезатора (f_пг=Nf₀/N­₁). В качестве ДКПД используются счетчики импульсов, выполненные на цифровых интегральных схемах как сред­ней, так и большой степени интеграции. Для ДПКД выберем микросхему КР1015ХК3, а для ДЧ – К155ИЕ2.[7]

В ФНЧ граничную частоту выбирают меньше шага сетки. Часто выбирают 12 или 14 Гц. В данном курсовом проектировании мы будем использовать значение 12Гц. В качестве активного элемента в перестраиваемом генераторе будем использовать транзистор КТ620Г с f_гр=250МГц. [3]

3. Разработка схемы электрической принципиальной передатчика

1. Краткое описание принципиальной схемы.

На основе рассчитанной функциональной схемы была разработана принципиальная схема. Основные элементы схемы были взяты из [1,2,4,6], была выбрана современная элементарная база[3]. Значения всех рассчитанных элементов брались из стандартного ряда [8].

В последующих главах будет приведен расчет следующих каскадов: автогенератора, перестраиваемого генератора, умножителя частоты и усилителя мощности.

В качестве задающего генератора (ЗГ) будем использовать автогенератор с кварцевой стабилизацией [2]. Для ДПКД выберем микросхему КР1015ХК3, а для ДЧ – К155ИЕ2 [7]. После каждого умножителя частоты из-за ослабления сигнала необходимо ставить усилитель высокой частоты (УВЧ).Буферный каскад (БК) служит для согласования по сопротивлению и представляет собой эмиттерный повторитель. Перестраиваемый генератор представляет собой автогенератор с использованием управляющего устройства – варикапа. Для обеспечения широкополосного согласования и фильтрации высших гармоник необходимо использовать коммутируемые фильтры (КФ).

Данная схема построена с использованием только полупроводниковых приборов, что значительно повышает её эффективность. Все транзисторные каскады включены по схеме с общим эмиттером.

2. Расчёт автогенератора

Возбудитель радиопередатчика характеризуется следующими основ­ными параметрами: диапазоном частот рабочего колебания, характе­ром изменения рабочей частоты (плавный или дискретный), общим числом фиксированных частот (или шагом сетки частот), нестабильнос­тью частоты и фазы, уровнем побочных спектральных составляющих, характеристиками управления возбудителем (ручное или дистанцион­ное), инерционностью перестройки, выходным напряжением на задан­ном сопротивлении нагрузки, видами работ, формируемыми в возбу­дителе, качественными показателями формируемых видов работ, усло­виями эксплуатации.

Рис.5. Принципиальная схема кварцевого автогенератора

На рис.5 представлена схема электрическая принципиальная кварцевого автогенератора. Рабочая частота генератора f_р=1 МГц. Необходимую стабильность частоты обеспечиваем с помощью кварцевого резонатора. Выберем транзистор малой мощности. Следует выбирать транзистор, граничная частота f_ткоторого больше чем заданная частота колебаний f_р. Этим требованиям удовлетворяет транзистор КТ397А со следующими параметрами:[3]

Коэффициент передачи тока базы в схеме с ОЭ, β	100
Граничная частота, fт, МГц	500
Емкость коллекторного перехода Cк, пФ	1,3
Емкость эмиттерного перехода Cэ, пФ	0,15
Допустимый ток коллектора Iк доп., мA	30
Допустимое напряжение на коллекторе Uк доп., В	40
Допустимое напряжение на базе Uб доп., В	4
Допустимая мощность рассеяния Pрас доп., мВт	120

1. Расчет режима работы транзистора.

Целью расчета является определение основных параметров автогенератора.

Выбираем угол отсечки θ=60˚. Значения коэффициентов Берга для угла отсечки θ=60˚:α₀=0,218; α₁=0,391; γ₀=0,109; γ₁=0,391 [4].

Граничные частоты:

Активная часть коллекторной емкости:

Сопротивление потерь в базе:

2. Расчет электрического режима.

Выбираем параметры:

Рассчитаем основные параметры генератора:

3. Расчет резонатора.

Параметры кварцевого резонатора.[4]

Индуктивность Lкв, Гн	0.05
Сопротивление кварца rкв, Ом	10
Шунтирующая емкость C0, пФ	10

Проверим условие обеспечения резонансных свойств пластины:

4. Расчет цепи смещения.

3. Расчёт перестраиваемого генератора.

Генератор, управляемый напряжением, или ГУН - это устройство генерирования колебания, частота которого определяется управляющим напряжением. Это управляющее напряжение подается, как правило, на специальный вход управления и позволяет перестроить генератор в требуемом диапазоне частот. По сути дела, в ГУН происходит преобразование величины управляющего напряжения, изменяющегося в диапазоне U_min- U_maxв номинал выходной частоты в диапазоне f_min- f_max.

Крутизна перестройки ГУН по частоте – это крутизна характеристики перестройки по частоте от напряжения перестройки, показывающая, насколько изменится выходная частота при изменении управляющего напряжения на единицу. Характеристика перестройки ГУН по частоте: зависимость частоты на выходе ГУН от управляющего напряжения. В идеальном случае соответствие между выходной частотой и напряжением настройки должно быть линейным.

Скорость перестройки частоты - это время, которое требуется для установления выходной частоты ГУН на 90 процентов от ее конечного значения после начала перестройки частоты ГУН.

Уход частоты ГУН: при скачкообразном изменении управляющего напряжения ГУН перестроится от начальной частоты f₁до конечной частоты f₂. При этом частота f₂установится до требуемого значения через некоторое время. “Уход” частоты – это отклонение частоты от конечного значения за определенное время после скачкообразного изменения напряжения перестройки.

В проектируемом передатчике необходимо обеспечить перестройку частоты в пределах 1.85-2.88 МГц. Для обеспечения полного перекрытия этого диапазона, разобьем его на поддиапазоны: 1.85 -2.365,2.365-2.88 МГц. Для этого в схеме будут использоваться два колебательных контура, которые будут переключаться с помощью пин-диодов. Будем использовать схему:[9]

Рис.6. Принципиальная схема перестраиваемого генератора.

Целью расчета является определение основных параметров перестраиваемого генератора. Расчет произведем на первый поддиапазон. Выберем транзистор средней мощности КТ602Г со следующими параметрами:[3]

Мощность рассеиваемая на коллекторе P₁= 0.85 Вт.

Постоянная времени обратной связи _К= 300 пС.

Емкость коллектора не более С_­К= 4 пФ.

Статический коэффициент усиления тока базы ₀= 20-80.

Напряжение коллектор эмиттер U_{КЭ_ДОП}= 70В

Возьмем α₀=0,218; α₁=0,391; γ₀=0,109; γ₁=0,391[1].

1. Расчет режима работы транзистора.

Напряжение на коллекторной нагрузке автогенератора:

UK=EK = 8,1В

Первая гармоника коллекторного тока I_k1 :

IK1=1/oIK0 = 0.2мА

Сопротивление коллекторной нагрузки:

rk= uk/ik1 = 42Ом

Мощность, подводимая к генератору:

Ро= ЕкIко=2.18мВт

Рассеиваемая на коллекторе мощность:

Рк= Ро– P1= 1.32мBт

Входное сопротивление автогенератора:

rbx= uб/iб1 = оUБ/IK1 = 2 Ом

Постоянная составляющая тока базы :

Iб0=Iко /о =1.8мА

Смещение на базе:

еб= е'б- UБCos= 0.54 В

2. Расчет элементов колебательного контура.

Элементы колебательного контура автогенератора рассчитываются так, чтобы обеспечить найденные ранее сопротивление нагрузки автогенерато­ра R_k. Коэффициент включения контура в коллекторную цепь равен 1.

Выберем варикап КВ104Е:[2]

Емкость при 18В, пФ	300
Добротность Q при 35МГц	100
Uдоп, В	45
Pдоп, мВт	100
	0.5

Реактивное сопротивление элемента колебательного контура между коллектором и эмиттером – X₁:

X1= рк =11.34 Ом

Реактивное сопротивление контура между базой и эмиттером:

Х2= К X1= 6.49 Ом

Расчет схемы элементов произведем на нижней частоте ПГ f_н= 1.85 МГц

ХL =  = 300 Ом

Значения емкостей и индуктивности находятся из значений реактивных сопротивлений:

=35нГн

Расчет величины изменения емкости варикапа выполняется из того условия, что контур будет настроен на резонанс и на верхней частоте равной 2.365 МГц.

Величина изменения емкости варикапа равна:

СВр = C1 - CВ = 70 пФ

Аналогичным образом рассчитывается второй поддиапазон.

4. Расчет умножителя частоты

Умножители частоты применяются в радиопере­датчиках главным образом для переноса спектра стабилизированных кварцем низкочастотных коле­баний в более высокочастотный диапазон. Кроме то­го, умножители частоты используются для углубле­ния частотной и фазовой модуляции. Как правило, частота умножается в целое число раз (n), называе­мое кратностью умножения.

Умножителем частоты может служить усилитель мощности на биполярном или полевом транзисторе, выходная цепь которого настроена в резонанс с частотой nf. Если усилитель работает в ре­жимах классов АВ, В или С, то выходной ток транзистора i_k (t) имеет форму косинусоидальных импульсов, в спектре которых на ряду с основной частотой присутствуют высшие гармоники.

Обычно ум­ножение частоты с помощью транзисторов осуществляется на малом уровне мощности. Объясняется это тем, что КПД умножителей существенно ниже КПД усилителей. Выходные каскады транзисторных передатчиков работают, как правило, в режиме усиления мощности, а не умножения частоты. [6]

Рис.7. Принципиальная схема утроителя частоты.

На рис.6 изображена схема утроителя частоты [2]. Выходной колебательный контур настроен на амплитуду 3-й гармоники. Исходя из расчета оконечного каскада, где Р_вх=100 мВт, следовательно, возьмем Р_вых=100мВт.

Р_вых=0.1 Вт , Е_п=24 В

Выбираем транзистор КТ904А. Его параметры :[3]

U_кдоп=60В; f_t=350 МГц ; С_к=12пФ ;

U_бэдоп=4 В; rнас=3 Ом ; С_э=130пФ;

I_кодоп=0.8А ; r_б’=3Ом С_каrб<20нС;

I_{кмакдоп}=1.5А ; r_э=0.04 Ом ; L_э=3нГн ;

I_бо=0.2 А; L_б=3нГн; L_к=3нГн

t_доп,^oC=120; E’,В=0.7

R_нк,^oС/Вт=16 _о=50

Из предварительного расчета кратность умножения 3. Угол отсечки выбираем из условия максимального ₃ на 3-й гармонике:=40^o; ₃(40)=0.18;о(40)=0.5. Режим граничный [1].

1. Расчет режима работы транзистора.

Амплитуда 3-й гармоники напряжения на коллекторе U_кз:

Напряжение на коллекторе U_{к мак}:

Uк мак=Ек+Uк кр=45.8<60 В

Амплитуда 3-й гармоники коллекторного тока:

Iк3=2Р3/Uк кр=68.7 мА

Постоянная составляющая коллекторного тока:

Iко=о()/3()Iк3=57,25 мА

Максимальная величина коллекторного тока:

Iк мак =1/о()Iко=229мА

Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания:

Ро=ЕкIко=1.374 Вт

КПД коллекторной цепи:

=Р1/Ро=0.58

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

Ррас=Ро-Р1=0.1Вт

Сопротивление коллекторной нагрузки:

Rэ=Uккр2/2Р3=300 Ом

2. Расчет входной цепи.

Амплитуда тока базы :

Постоянная составляющая базового и эмиттерного токов :

Iбо=Iко/о=1,145 мА
Iэо=Iбо+Iко=58,39 мА

Напряжение смещения на эмиттерном переходе:

Находим значения L_{вх оэ}, r_вхоэ, С_{вх оэ} в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора:

Lвхоэ=Lб+Lэ/=5,4 нГн
rвхоэ=(1/)[(1+3()2ftCкаRэ)rб’+rэ+3()2ftLэ]=3Ом
Rвхоэ=(1/)[rб’+(1+3()orэ)]-rвхоэ+Rдоп[1-3()]=54Ом
Свхоэ=о/(2ftRвхоэ)=420 пФ

Резистивная составляющая входного сопротивления :

Входная мощность:

Рвх=0,5Iб2Rвх=35Вт

Коэффициент усиления по мощности:

Кр=Р1/Рвх=1.65

5. Расчет усилителя мощности

Усилитель мощности (УМ) — один из основных каскадов радиопередатчика. Он предназначен для усиления мощности высоко­частотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых в задающем автогенераторе, путем преобразования энергии постоянного электри­ческого поля в энергию электромагнитных колебаний. Следователь­но, в состав УМ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Элементы, преобразующие энергию по­стоянного электрического поля в энергию электромагнитных колеба­ний, называют активными элементами (АЭ).

В качестве АЭ в радиопередатчиках наиболее часто применяют биполярные и полевые транзисторы, иногда генераторные диоды (лавинно-пролетные, диоды Ганна). Мы будем использовать транзисторный УМ. Особенностью таких УМ является то, что их входная и выходная цепи разделены.

Для характеристики УМ при­меняют следующие основные параметры: выходная мощность P_вых; входная мощность P_вх; коэффициент усиления мощности Кр; мощ­ность постоянного тока I₀, потребляемая АЭ от источника питания; полный КПД усилителя мощности и т.д. Численные значения параметров усилителей мощности зависят от рабочей частоты, назначения радиосистемы, места УМ в структу­ре передатчика. Транзисторные УМ работают на частотах от еди­ниц килогерц до десятков гигагерц, имеют выходные мощности от единиц милливатт до сотен ватт при КПД до 70 ... 90 %; коэффи­циент усиления мощности Кр однокаскадного УМ составляет 3 ...20; относительные полосы рабочих частот - единицы процен­тов в узкополосных УМ и достигают сотен процентов в сверхширо­кополосных усилителях.

Выберем схему, представленную на рис.7 [2].

Рис.7. Принципиальная схема усилителя мощности.

Мощность передатчика 10Вт. Коэффициент полезного действия антенны и согласующего устройства возьмем равным =0,75. Для расчета усилителя мощности возьмем сопротивление нагрузки, равное 50 Ом. Исходя из этого получаем, что выходная мощность:

Рвых=Рвых2=13.3 Вт

Используя данные: диапазон частот fн..fв=50..75 МГц и выходную мощность, выбираем транзистор КТ909Б n-p-n структуры. Транзистор включен по схеме с ОЭ.

Параметры транзистора КТ909Б:[3]

Uкдоп=50В; ft=350 МГц ; Ск<30пФ ;

Uбэдоп=3,5В; rнас=0,8 Ом ; Сэ=300пФ;

Iкодоп=2А ; rб’=1Ом Скаrб<20нС;

Iкмакдоп=4А ; rэ=0.04 Ом ; Lэ=0.2нГн ;

Iбодоп=1А; Rэу>0.5кОм; Lб=2нГн;

tдоп,oC=120; E’,В=0.7 Lк=2нГн

Rнк,оС/Вт=3.8 о=50

Выбираем =90o . Коэффициентыо()=0.32,1()=0.5;1()=0.5;(-)=0.32[1].

1. Расчет коллекторной цепи транзистора.

Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе Uк1 в граничном режиме:

Максимальное напряжение на коллекторе Uк мак или напряжение коллекторного питания:

Ек=Uк доп-Uк1кр=26В

Напряжение питания возьмем ближайшее к рассчитанномуЕ_к, т.е. Е_к=24 В.

Сделаем пересчет значений U_к1кри U_кмак, по формулам:

Uкмак=24+21,52=45,52<Uкдоп=50 В

Найдем амплитуду первой гармоники коллекторного тока:

Iк1= 2Р1/Uк1кр =1.394 А

Определим постоянную составляющую коллекторного тока:

Iко=о()/1()=0.89<Iко доп=2 А

Максимальный коллекторный ток:

Iкмак= Iко/1()=2,79<Iкмакдоп=4 А

Мощность, потребляемая от источника питания:

Ро= ЕкIо =21.4 Вт

КПД коллекторной цепи:

=Р1/Ро=0.7

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

Ррасс=Р­0-Р1=6.4 Вт

Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки:

2. Расчет входной цепи транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

Рассчитываем сопротивление R_э, которое снижает максимальное обратное напряжение на закрытом эмиттерном переходе (при возбуждении от источника с большим внутренним сопротивлением).

Rдоп=о/(2ftСэ) (Rэу-)=50 Ом

Амплитуда тока базы:

=1+1()2ftСкRэк=4.31

Постоянная составляющая базового тока:

Iбо=Iко/о=17.8мА<Iбодоп

Постоянная составляющая эмиттерного тока:

Iэо=Iко+Iбо=0.909А

Напряжение смещения на эмиттерном переходе:

Находим значения L_{вх оэ}, r_{вх оэ}, R_{вх оэ}, С_{вх оэ} в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора:

Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора:

Входная мощность:

Рвх=0,5Iб2Rвх=0.75Вт

Коэффициент усиления по мощности:

Кр=Р1/Рвх=17.7