Расчет согласующих цепей.
Каскады радиопередатчика (АГ, ММУ, МУ) имеют различные входные и выходные комплексные сопротивления. Если оставить все как есть, то часть электромагнитной энергии в каждом каскаде будет отражаться и возвращаться в предыдущий каскад. Из-за этого большая энергии перейдет в тепло, другая часть создаст паразитные обратные связи и дестабилизирует режимы каскадов. Для согласования каскадов применяют согласующе-трансформирующие цепи, которые, однако, все же имеют собственные потери, которые мы учитываем, вводя контурный КПД согласующей цепи.
При расчете согласующих цепей использовалась программа MATCHL.exe
Методика расчета СТЦ на сосредоточенных элементах.
В программе использовались формулы для расчета Г-образных согласующих LC цепей на сосредоточенных элементах. Эти формулы не учитывают собственные потери в элементах СТЦ. Задавая разные значения КПД можно получить разные значения элементов согласующей цепи. КПД выбирается исходя из физической реализуемости цепи (обычно 0,7-0,9) или соображений требуемой мощности возбуждения или в зависимости от коэффициента передачи в усилительных каскадах.
Данная программа рассчитывает элементы СТЦ исходя из того, что значения активных и реактивных частей нагрузки и генератора представлены в последовательном эквиваленте.
Расчет для Г-цепи производят по следующим формулам:
Условие реализуемости
. В зависимости от этого емкость в Г-цепи
может находиться слева или справа от
индуктивности.
Расчет СТЦ3 (между нагрузкой и мощным усилителем).
По заданию в нагрузке
стоит чисто активное сопротивление
Ом.
Реактивное сопротивление на выходе МУ
в расчете представлено в параллельном
эквиваленте. Для пересчета выходных
сопротивлений транзистора воспользуемся
формулами:
где
– последовательный эквивалент
сопротивлений, а
–
параллельный, известный нам из расчета
транзистора, причем
берем с отрицательным знаком.
Таким образом:
При согласовании выхода МУ с активной нагрузкой мы используем П-цепь, состоящую из двух Г-цепей.
Для
этого между Г-цепями вводим фиктивное
сопротивление, выбирая его меньше
меньшего их двух согласуемых сопротивлений.
Таким образом,
В результате
согласования выхода транзистора и
получаем значение сопротивления емкости
со стороны выхода транзистора:
и
части сопротивления индуктивности:
Затем, согласовывая
и
, получаем значение сопротивления
емкости со стороны нагрузки:
и
второй части сопротивления индуктивности:
Итого
значение сопротивления индуктивности:
Пересчитывая сопротивления реактивных элементов в значения емкости и индуктивности на рабочей частоте передающего тракта, получаем:
Расчет СТЦ2 (между выходом ММУ и входом МУ).
Для расчета СТЦ2
используем результаты расчета программ
PAMP
и MMAMP.
Входное сопротивление мощного усилителя
уже представлено в последовательном
эквиваленте, активная и реактивная
часть которого соответственно равны:
.
Выход ММУ представлен
программой в виде параллельного
эквивалента, который нужно пересчитать
в последовательный. При этом реактивная
часть выходного сопротивления не дана
в явном виде и ее находим, используя
соотношение:
.
Активная часть дана
Пересчитываем выход ММУ в последовательный эквивалент по формулам, приведенным ранее:
В результате расчета программы MATCHL получены результаты:
Откуда находим значения элементов:
Расчет СТЦ1 (между выходом АГ и входом ММУ).
Вход ММУ по результатам расчета программы дан нам в виде:
См
Откуда находим входные сопротивления ММУ в параллельном эквиваленте:
Пересчитываем в последовательный эквивалент:
Выходное сопротивление АГ считаем чисто активным и находим его по формуле:
В результате согласования получаем:
Значения элементов:
Расчет гасящих сопротивлений.
понижает напряжение
питания 26 В до рабочего напряжения
транзистора VT2,
равного 12 В:
понижает напряжение
12 В до рабочего напряжения транзистора
VT1,
равного 5 В:
Расчет цепи автосмещения VT1.
рассчитывается
исходя из равенства
, где
– малое напряжение на резисторе.
должна представлять
собой малое сопротивление по сравнению
с сопротивлением
Ом:
Расчет блокировочных и разделительных элементов схемы.
:
Блокировочная емкость
рассчитывается исходя из того, что она
должна представлять собой достаточно
малое сопротивление для токов модулирующих
частот (в нашем случае
).
Мы берем сопротивление емкости малым
(меньше в 10 раз) по сравнению с меньшим
из сопротивлений
или
.
В нашем случае
Ом. Тогда емкость
:
:
Разделительная емкость
рассчитывается исходя из того, что она
должна представлять собой достаточно
малое сопротивление для токов высоких
частот (в нашем случае
).
Мы берем сопротивление емкости малым по сравнению с меньшим из сопротивлений Ом. Тогда емкость :
должны представлять
собой малые сопротивления по сравнению
с сопротивлением источника питания
и рассчитываются как:
выбираются исходя
из того, что должны быть малыми по
сравнению с меньшим из входных и выходных
сопротивлений каскадов. Полагаем, что
величина R=0,1
Ом в этом случае достаточно мала. Тогда
значения емкостей:
должны представлять
собой большие сопротивления для токов
несущих частот по сравнению с
или
:
должно представлять
собой большое сопротивление для токов
высоких частот по сравнению с выходным
сопротивлением VT2:
должно представлять
собой большое сопротивление для токов
высоких частот по сравнению с выходным
сопротивлением VT3:
Расчет цепей смещения.
Транзистор
VT2
. Находим
значения сопротивлений
,
обеспечивающих заданное смещение, из
системы уравнений:
где
- напряжение смещения,
. Тогда:
Транзистор
VT3.
Находим значения сопротивлений
,
обеспечивающих заданное смещение, из
системы уравнений, аналогично предыдущему
случаю , где
- напряжение смещения,
. Тогда:
Проверка на резонанс:
Выбор значений элементов.
Так как промышленность поставляет элементы со значениями из стандартизированных рядов значений, то подберем стандартные значения элементов, близкие к рассчитанным.
Обозначение на схеме |
Рассчитанное значение |
Выбранное значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, smd-0805 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
,
smd-0805
smd-0805,
LQW2BH
smd-0402
smd-0805,
LQW2BH
smd-0805,
LQM21N
smd-0201
smd-0805,
LQW2BH
smd-0805,LQW2BH
Основные размеры SMD - компонентов: |
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
||||||||||||||||
Индуктивности: |
|
-
Tипоразмер EIA
Серия
L (mm)
W (mm)
0805
LQW2B
2.0
1.5
0805
LQM21
2.0
1.25
0402
LQG15
1
0,5
0201
LQP03
0,6
0,3
Конструкции транзисторов и их размеры:
КТ399А:
Конструкция варикапа:
