6. Пример расчёта усилителя с квадратурными мостами [3]

Рассчитаем мостовой усилитель на двух транзисторах KT9I9A, работающих, в типовом режиме ( В, Вт) на частоте ГГц. Сопротивление нагрузики усилителя, а также его входное в выходное сопротивления должны, быть равны 50 Ом. Конструктивное исполнение – в виде гибридной интегральной схемы с полосковыми линиями.

Расчёт режима транзистора даёт результаты, сведенные в таблицу 3.

Таблица 3.

, Ом	, А	, А	, Вт	, %	, Ом	, Ом	, Вт
30,4	1,54	0,411	11,5	38,2	0,087	8,76	0,102

Коэффициент усиления по мощности выбран равным 4. Принципиальная схема усилителя показана на рис. 13,а.

а)
	Рис. 13. Принципиальная схема (а) и эскиз конструкции (б) усилителя с квадратурными мостами
б)

Преобразование входных сопротивлений моста-сумматора в нагрузки транзисторов , приведенные к эквивалентным генераторам , осуществляется с помощью П-образных звеньев, состоящих из коллекторных емкостей , индуктивностей выводов , а также схемных элементов , , , . Расчёт этих звеньев выполняем по формулам таблицы 3.1 [1], полагая Ом, Ом, пФ. Получаем: Ом, Ом, нГ. Конструктивно эта индуктивность реализуется подбором длины внешнего коллекторного вывода.

Индуктивность образует с внешней емкостью параллельный контур настроенный на рабочую частоту 2 ГГц. Элементы этого контура, рассчитанные по формулам для схемы на рис. 14, равны Ом, Ом. Необходимое значение , уста­навливается подбором длины эмиттерного вывода.

	; ; – мощность одного транзистора
Рис. 14. К расчету элементов Г-образного корректирующего звена в схеме квадратурного моста

Характеристическое сопротивление мостов определяется за­данными входным и выходным сопротивлениями усилителя и равно 50 Ом.

Усилитель выполнен в виде гибридной интегральной схемы на двух ситалловых подложках размером 48 х 30 х 0,5 мм с . Все элементы схемы, кроме транзисторов, балластных резисторов и разделительных конденсаторов , выполнены по плёночной тех­нологии.

Методическое пособие подготовлено на основе материалов учебных пособий [1-3].

Литература

1. Генерирование колебаний и формирование радиосигналов: учеб. пособие/ под ред. В.Н. Кулешова и Н.Н. Удалова. – М.: Изд. Дом МЭИ, 2008. – 416 с.

2. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: учеб. пособие/ под ред. Уткина Г.М. – М.: Сов.радио, 1979. – 320 с.

3. Коптев Г.И., Панина Т.А. Расчет и конструирование транзисторных передатчиков. – М.: МЭИ, 1976. – 36 с.

Четвертьволновые отрезки линии, образующие мост, имеют физи­ческую длину ® си . Их волновые сопротивления равны 50 0м и U4" 50/й" 'Ь%4 0« . по графику приложения 3 для указанных волновых сопротивлений при толщине подложки h •« 0,5 мг» находим ширину линий моста - 6<* аШпм и 6*" 1,25 мм

Сопротивления-балласты 8, и fit цыполляится в виде шайб из оксибершигаевой керамики (Ве0)с нанесённой резиетивной илёнкой. Че­рез отверстия в подложке оив ирепятся непосредственно к радиатору.

Дрсссели выполняются в виде высокоомной линии (W-ШОи) длиной 8^5 Л , а блокировочные ёмкости Су и С* - в виде разомкнутых на конце отрезков низкоомной (W~200m) лвдии также длиной 0,25 Л ,

В качестве контурных емкостей Сх t- Сч используются симмет­ричные емкостные шлейфы. Зададим их .ширину 6Ш » 5 ми . При тол­щине подложки h- ОД ми волновое сопротивление шлейфа • Для обеспечения рассчитанных емкостных сопротивлений длины шлей­фов (одна половинка) , определённые по формуле

равны 0,33 сп (С" б) и w с« (с, с:>.

-29-

Ёмкости С** с; соединены с мостами отрезками линии с волно­вым сопротивлением 50 0м. Длина этих отрезков некритична, посколь­ку со стороны мостов они согласованы и, следовательно, не транс­формируют импеданс мостов. Эти отрезки позволяют более равномерно распределить элементы схемы на подложках.