Файл: 2. 1 Пример расчета усилителя мощности с коллекторной модуляцией.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.03.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2.1 Пример расчета усилителя мощности с коллекторной
модуляцией
-
Составляем принципиальную электрическую схему (рисунок 1).
Рисунок 1
-
Расчет усилителя мощности начинается с максимального режима. Для модулируемого каскада максимальная мощность с учетом потерь в контуре и фидере [1-6].
Вт.
где Kпз = 1,1 - 1,3 - коэффициент производственного запаса,
Р1н - заданная мощность в режиме несущей,
m - заданный коэффициент модуляции,
hк = 0,8 - 0,95, hф = 0,8 - 0,95 - к.п.д. контура и фидера соответственно.
Для повышения к.п.д. используем режим с углом отсечки коллекторного тока Qк=90°. По таблицам коэффициентов Берга [2] определим:
cos Qк = 0, a0(Qк) = 0,319, a1(Qк) = 0,5.
Исходя из P1max = 15.2 Вт, f0 = 27 МГц, выбираем транзистор КТ930А, который имеет следующие параметры [7]:
ft = 120 МГц, Pkдоп = 30 Вт, Ikдоп = 3А,
Ukдоп = 60 В, b0 = 35, Eб = 0,7 В,
rнас = 1,2 Ом, Ck = 100 пФ, rб = 2 Ом,
rэ = 0,01 Ом, Cэ = 400 пФ, Lэ = 20 нГн,
Lб = 20 нГн, Lк = 5 нГн.
Энергетический расчет цепи коллектора
-
Определим амплитуду напряжения на коллекторе транзистора VT1
В,
где В.
-
Остаточное напряжение на коллекторе:
В.
-
Амплитуда импульса коллекторного тока:
А.
-
Постоянная составляющая тока коллектора:
А.
-
Первая гармоника коллекторного тока:
А.
-
Произведем расчет высокочастотных Y-параметров транзистора на рабочей частоте [см. дальше приложение 1 на стр. 11]. -
Находим активную составляющую выходного сопротивления транзистора:
Ом.
-
Первая гармоника коллекторного тока, протекающего через выходное сопротивление транзистора:
А.
-
Первая гармоника коллекторного тока, протекающего через нагрузочный П - контур:
А.
-
Сопротивление нагрузочного П - контура, необходимое для обеспечения критического режима:
Ом.
-
Потребляемая мощность в максимальном режиме:
Вт.
-
Мощность, поступающая в нагрузочный П - контур:
Вт.
-
К.п.д. генератора (без учета потерь в нагрузочном П - контуре):
или 59%.
-
Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:
Вт.
Переходим к энергетическому расчету базовой цепи.
-
Угол дрейфа на рабочей частоте:
.
-
Угол отсечки импульсов эмиттерного тока:
-
Модуль коэффициента усиления по току:
.
-
Импульсные токи эмиттера:
А.
-
Амплитуда напряжения возбуждения на рабочей частоте:
В.
-
Постоянная составляющая тока базы:
мА.
-
Напряжение смещения на базе:
В.
-
Угол отсечки импульсного тока базы:
-
Активная составляющая входного сопротивления транзистора на рабочей частоте:
Ом.
-
Мощность возбуждения на рабочей частоте без учета потерь во входном согласующем контуре:
Вт.
-
Коэффициент усиления по мощности:
-
Общая мощность, рассеиваемая транзистором:
Вт.
Режим молчания
Благодаря высокой линейности статической модуляционной характеристики при коллекторной модуляции, режим молчания или несущей волны пересчитывается из максимального режима через коэффициент модуляции.
-
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
А.
-
Постоянная составляющая тока коллектора:
А.
-
Напряжение на коллекторе транзистора VT1:
В.
-
Мощность, потребляемая генератором:
Вт.
-
Мощность первой гармоники:
Вт.
-
Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:
Вт.
-
Средняя мощность за период модуляции:
Вт,
Вт.
-
Средняя мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:
Вт < Вт.
Определяем мощность модулятора [6]:
Вт.
Из последнего выражения видим, что при коллекторной модуляции мощность модулятора соизмерима с мощностью высокочастотного усилителя мощности.
-
Произведем расчет параметров элементов схемы модулируемого каскада:
-
Определяем индуктивность дросселя Lдр1.
мкГн.
-
Определяем индуктивность дросселя Lдр2.
мкГн.
где С1=240 пФ - емкость П - контура, параметры которого определяются по методике, изложенной в [6].
-
Определяем сопротивление дополнительного резистора R1 (рисунок 1):
Ом.
-
Определяем емкость блокировочного конденсатора Cбл2:
мкФ.
-
Определяем емкость блокировочного конденсатора Cбл1.:
мкФ.
Приложение 1
Формулы для расчета высокочастотных Y-параметров
транзистора по схеме с ОЭ
Расчет вспомогательных параметров
,
,
,
.
Расчет Y-параметров
,
,
,
.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СТАТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
а) ПРИ КОЛЛЕКТОРНОЙ МОДУЛЯЦИИ
б) ПРИ БАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ