Глава 2. Расчет генератора независимого возбуждения на транзисторах. §1. Предварительные замечания.

Прежде чем изложить методику расчета каскадов пере­датчика с амплитудной, частотной и однополосной модуля­цией, рассмотрим последовательность расчета транзистор­ного генератора независимого возбуждения, работающего в критическом режиме.

Материал этого раздела ляжет в основу всех дальнейших расчетов со всеми необходимыми ссылками.

Энергетический расчет критического режима транзистор­ного генератора, наиболее распространенная схема которого изображена на рис. 7, включает в себя: выбор типа, количества транзисторов по исходным данным, определяемым техническим заданием, расчет коллекторной цепи, расчет базовой цепи.

Рис.7. Электрическая схема транзисторного ГВВ

Исходными данными для расчета являются: полезная колебательная мощность Р_~ (если рассчитывается выходной каскад, то Р_~=Р_а), температура окружающей среды t_amb и высшая (максимальная) частота рабочего диапазона f_max.

1. По данной колебательной мощности Р_~ в справочнике подбирают тип транзистора с колебательной мощностью на коллекторе, определяемой из соотношения P_c≥ Р_~·K_пз / η_пк=P_{c треб}. Здесь K_пз=1.05…1.15 - коэффициент производственного за­паса; η_пк=0.6…0.75 - КПД промежуточного контура

Если выбран транзистор, не входящий в приложение 1, и его номинальная колебательная мощность не указана, то для определения требуемой Р_с можно воспользоваться соотно­шением , где - максимально допустимое напряжение на кол­лекторе и максимально допустимый постоянный ток коллектора соответственно. даются для каждого типа транзистора.

2. Одновременно производится проверка выбираемого транзистора по частоте. Транзистор будет нормально, рабо­тать в схеме каскада, если выполняется условие .

3. Производится проверка выбранного транзистора по до­пустимой мощности рассеяния на коллекторе: , где  ‑ КПД каскада по коллекторной цепи, К_з=0.9 - коэффициент запаса, учитывающий мощность рассеиваемую в цепи базы.

Транзистор будет работать в нормальном тепловом режи­ме, если (Р_{С р} берется из приложения 1).

Если транзистор удовлетворяет условиям P_c≥Р_≈·K_пз / η_пк=P_c треб и , но не подходит по допустимой мощности рассеяния на коллек­торе, необходимо выбрать другой транзистор или применить теплоотводящий радиатор. В этом случае условие за­писывается так: , где - мощность рассеяния на коллекторе с учетом радиатора.

В ряде случаев для получения необходимой колебатель­ной мощности в генераторе независимого возбуждения сле­дует применить параллельное или двухтактное включение двух транзисторов. Тогда тип транзисторов по колебательной мощности и мощности рассеяния выбирается из условия

Если нет никаких специальных требований, то транзисторы в генераторе включаются по схеме с общим эмиттером, которая позволяет получить больший коэффициент усиления по мощности.

После выбора типа транзисторов из таблицы (приложение 1) выписываются все необходимые для расчета параметры транзистора, к которым относятся:

S_c - крутизна проход­ной характеристики,

S_c кр - крутизна линии критического режима,

Е'_Bо - напряжение запирания по коллектору,

Е_Bо - напряжение запирания по базе,

С_с - емкость кол­лекторного перехода,

r_B - объемное сопротивление базы,

h_21B - коэффициент усиления по току эмиттера,

f_h21B - граничная частота,

- допустимый постоянный ток коллектора,

- допустимое напряжение на коллекторе,

Р_{С р} - допустимая мощность рассеяния на коллекторе без радиатора;

- допустимая мощность рассеяния с радиа­тором,

R_tºПС - допустимое тепловое сопротивление переход-среда,

t_j max -допустимая температура перехода.