3. Выбор транзистора исходя из рабочего диапазона, мощности и назначения передатчика.

По данным варианта задания производим выбор транзистора, для этого находим в таблице номер канала и определяем полосу частот.

Таблица 5.

Далее находим подходящий под полосу транзистор. Подбираем транзистор наиболее близко, по параметру выходной мощности, подходящий заданному варианту.

Для расчета количества каскадов используем формулу:

Рис.6 Зависимость выходной мощности от входной мощности возбуждения.

Округляем в большую сторону.

В данном курсовом проекте необходимо привести расчет лишь одного каскада (так как все каскады идентичны). Выбрать схему включения и режим работы.

4. Исследование однотактного усилителя мощности

4.1 Исходные данные

Вначале задаемся выходной мощностью усилителя исходя из варианта. Усилитель должен работать на телевизионном канале, который выбирается по варианту.

За основу для исследования можно принять схему, представленную на рис.7:

Рис.7 Оптимальная схема усилителя мощности.

Данная схема рекомендована фирмой GHz TECHNOLOGY. Номиналы элементов схемы, параметры входных и выходных цепей согласования на частоте 860 МГц следующие (для частоты 802 МГц, по рекомендации руководителя курсового проекта, примем те же номиналы).

Схема цепей питания коллектора и базы транзистора UTV 040 усилителя мощности представлена на рис.8.

Рис.8 Схема питания цепей коллектора и базы.

4.2 Исследование входной цепи согласования усилителя мощности

Из данных к рис.7 можно записать физические параметры микрополосковых линий входной цепи ( L1, L2, L3) усилителя мощности:

L1 - (5,0х 4,0) мм.

Толщина материала 1,66 мм.

Проницаемость ε = 2,74.

Воспользуемся пакетом программ Microwave Office 2001, для этого из меню Windows (окно) выберем TXLine. Нажав на кнопку TXLine, установим в появившемся калькуляторе физические параметры микрополосковой линии:

Рис.9 Переход от физических к электрическим характеристикам микрополоска L1.

Установив рабочую частоту Frequence 799,25 MHz, получим результат синтеза электрических характеристик микрополосковой линии L1 (рис.9).

Electrical Characteristics L1:

Impedanсe 50,0063 Ohms

Electrical Length 6,97596 deg

Frequency 799,25 MHz

По заданным физическим параметрам микрополосковых линий входной цепи усилителя мощности L2 – (13,0 х 4,0) мм, L3 – (15,0 х 4,0) мм найдем электрические характеристики L2 и L3 (Рис.10 и рис.11).

Рис.10 Переход от физических к электрическим характеристикам микрополоска L2.

Electrical Characteristics L2:

Impedanсe 50,0063 Ohms

Electrical Length 18,1375 deg

Frequency 799,25 MHz

Рис.11 Переход от физических к электрическим характеристикам микрополоска L3.

Electrical Characteristics L1:

Impedanсe 50,0063 Ohms

Electrical Length 20,9279 deg

Frequency 799,25 MHz

Нагрузкой входной цепи усилителя мощности служит входное сопротивление транзистора UTV 040 на частоте 799,25 МГц, которое можно найти по графикам (рис.12).

Рис.12

R= 0,8 Ом, ,

где f=799,25 МГц.

Оптимизация входной цепи усилителя мощности с помощью пакета программ Microwave Office 2001. Схема будет иметь следующий вид (рис.13):

Рис.13 Входная цепь усилителя мощности

Зададим рабочий диапазон частот. Наведем курсор мышки на Project Options. Выберем закладку Frequency Values(рис.14)

Рис.14.

Введем начальную частоту Start 798 MHz, конечную частоту Stop 806 MHz и шаг 1 MHz. В окне Current Range появится заданный диапазон.

Для построения зависимости входного сопротивления от частоты в диапазоне 798…806 МГц в проект нужно добавить график.

Начнем расчет, нажав на кнопку, которая выглядит похожей на след молнии.

Рис.15

Стрелки на годографе указывают направление, соответствующее увеличению частоты. Установив курсор в любую точку годографа, можно определить частоту возбуждения.

В диапазоне частот 798…806 МГц годограф не проходит точку 1.0, соответствующую входному сопротивлению согласующей цепи

.

Входное сопротивление носит комплексный характер. График позволяет дать количественную оценку степени согласования активного элемента с источником возбуждения. Из рассмотрения рис.15 следует, что необходима параметрическая оптимизация схемы для получения согласования в заданном диапазоне частот.

Компьютерное моделирование реальной схемы позволяет установить чувствительность настройки элементов согласующего устройства, выявить качественную и количественную связь параметров звеньев и точность работы согласующего устройства в заданном диапазоне рабочих частот. Добились оптимальных параметров (рис.16, рис.17, рис.18) схемы согласования.

Рис.16

Рис.17

Результатом проведенной оптимизации является схема цепи согласования, представленная на рис.18.

Рис.18 Оптимальная схема согласования

Создадим пояснительную записку к этому проекту. Вызовем текстовый редактор Design Notes, два раза щелкнув на нем. В появившемся окне напишем, «Входная согласующая цепь усилителя мощности».

Рис.19