Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 156
Скачиваний: 1
1.3.6. Максимальная |
частота ключевого |
режима |
||||||
и влияние |
нелинейности |
емкости коллектора |
||||||
Реализация |
оптимального |
режима |
(см. рис. 1.24, а) на |
|||||
высоких |
частотах может |
оказаться |
невозможной. |
|
||||
Действительно, |
с одной стороны, |
соотношение |
индук |
|||||
тивности L и емкости С контура должно удовлетворять ус |
||||||||
ловию |
расстройки, |
определяемому |
графиком |
/((в) = |
||||
= со0/(|> = 1/У LC (см. рис. 1.25, д). С другой |
стороны, ин |
|||||||
дуктивность L определяет величину |
мощности, потребля |
|||||||
емой от источника, и генерируемую мощность. Если при
нять Т)э - V 1, то из (1.76) получим Рх та Р0 |
= Екг |
в 2 / ы / я . |
|
Из этих двух уравнений однозначно определяется не |
|||
обходимая емкость |
контура С как функция |
заданных Ри |
|
Е, со и выбранного |
в : |
|
|
С = 2лР, 0(в)/Е $ ш, |
|
(1.85) |
|
где |
|
|
|
D(0) = І/2/С? (в) в 2 . |
|
(186) |
|
Значения функции D(9) приведены в табл. 1.5. |
Естест |
||
венно, что емкость С должна быть не меньше выходной ем
кости транзистора в состоянии |
отсечки, т. е. емкости С к = |
|
= |
Ска ~Ь СКи: |
|
|
|
|
|
С > С К . |
(1.87) |
Условием (1.87) определяется возможность реализации ключевого режима генератора с транзистором определен ного типа.
|
|
|
Т а б л и ц а |
1.5 |
|
|
|
h— |
н |
п "кмакс |
|
|
Р, |
|
|
°~ |
Е |
60 |
0,24 |
0,17 |
2,15 |
2,7 |
|
75 |
0,11 |
0,34 |
1,55 |
3,05 |
|
90 |
0,05 |
0,57 |
1,13 |
3,56 |
|
105 |
0,02 |
0,88 |
0,8 |
4,25 |
|
120 |
0,008 |
1.2 |
0,6 |
5,35 |
|
Результаты расчета максимальной частоты ключевого |
|||||
режима |
/ К м а к с транзисторов |
различных типов |
для случая |
||
© = 75° и С = С к |
представлены в табл. 1.6. Здесь |
же при |
|
ведено сравнение |
частоты / К м а К с с |
максимальной |
рабочей |
частотой транзистора / р . Напомним, |
что частотой/р |
названа |
|
та максимальная рабочая частота, при которой транзистор
ный генератор с внешним |
возбуждением в схеме ОЭ имеет |
|||||||
удовлетворительное усиление |
(КР > 3) |
при отсутствии |
||||||
цепей |
нейтрализации. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
1.6 |
|
Гип тран |
в„. |
в |
Pi, Вт |
с к . пФ |
fp, МГц |
'к м а к с |
'к макс/'р |
|
зистора |
||||||||
|
|
|
|
|
|
МГц |
|
|
КТ802 |
30 |
20 |
400 |
20 |
8 |
|
0,4 |
|
КТ904 |
30 |
5 |
7 |
400 |
120 |
|
0,32 |
|
1Т31 і |
|
8 |
0,1 |
3 |
100 |
90 |
|
0,93 |
КТ903 |
20 |
15 |
150 |
50 |
42 |
|
0,85 |
|
Из |
табл. |
1.6 |
следует, |
что реализация |
рассмотренного |
|||
оптимального режима (см. рис. 1.24, а) для многих высоко частотных транзисторов возможна лишь в низкочастотной части их рабочего диапазона. Согласно табл. 1.5 значитель но повышать частоту / к м а к с можно за счет перехода к мень шим значениям ©.
На частотах / 1> /кмакс также возможна работа в ключе вом, но уже не оптимальном, режиме с формой импульса тока, показанного на рис. 1.24, б. Переход к такому режиму целесообразен лишь в том случае, если коэффициент уси ления по мощности достаточно велик и потери мощности в
сопротивлении |
г н а с |
незначительны. |
При работе |
на |
частотах, близких к максимальной ча |
стоте ключевого режима, емкость контура в основном оп ределяется емкостью коллекторного перехода, нелинейные свойства которой могут несколько изменить процессы в ге нераторе. На этапе насыщения емкость перехода не сказы вается, так как коллекторный переход открыт, но на этапе отсечки нелинейность емкости приводит к возрастанию пикфактора.
Расчет пик-фактора |
для случая работы на частоте / |
= |
|||||
— /кмакс (т - е. С = |
Ск ) |
при показателе нелинейности |
кол |
||||
лекторной емкости |
у = |
V 2 приведен в [231. Там показано, |
|||||
что в рабочем |
диапазоне |
углов отсечек |
(60° < в < |
105°) |
|||
нелинейность |
емкости |
С к |
увеличивает |
пик-фактор |
в |
1,5 |
|
со
00
Наименование
Генерируемая
|
данные |
мощность |
ния |
|
|
Напряжение пита |
|
Исходные |
Частота |
|
|
|
|
|
|
||
|
Угол |
отсечки |
||
|
Тип |
транзистора |
||
|
1 |
Напряжение |
от |
||
|
||||
|
сечки |
|
|
|
|
транзистора |
Крутизна |
|
линии |
|
Статический |
коэф |
|||
|
критического режима |
|||
|
Сопротивление |
|||
|
базы |
|
|
|
|
Параметры |
фициент |
усиления |
||
рой |р| = 1 |
|
|
||
|
по току |
|
|
|
|
Частота, |
при |
кото- |
|
|
Емкость |
активной |
||
|
области |
коллектора |
||
|
транзистора |
Емкость |
пассивной |
||
области |
коллектора |
|||
Емкость |
эмиттер- |
|||
ного перехода |
|
|||
Индуктивность |
|
|||
|
Параметры |
|
|||
вывода |
эмиттера |
|
||
Допустимые |
на |
|||
пряжения |
|
|
||
|
Допустимый |
им |
||
|
пульс |
тока |
коллек |
|
|
тора |
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
величины |
Емкость |
форми |
||
|
Искомые |
рующего контура |
|
||
Нормированная |
|
|||
|
|
|||
мощность
Т а б л и ц а 1.7
Расчет генератора в ключевом режиме (схема с ОЭ)
Символическая запись или формула
в
Е'
•^кр
'б
Зо
h
.
Ска
сэ
Ц
иная
|
«ябд |
|
|
'кд |
|
С~ |
' Е |
: С > С в |
|
< |
|
|
|
Р, |
Р Е ~ |
S |
Е2 |
Раз |
|
Примерь» |
расчета |
|
мер |
|
|
||
ность |
|
|
|
|
Вт |
8 |
4 |
0,5 |
0,05 |
в |
20 |
20 |
4 |
10 |
МГц |
10 |
50 |
10 |
5 |
град |
75 |
75 |
60 |
60 |
|
2Т903 |
2Т904 |
П609 |
П416 |
В |
0,7 |
0,7 |
0,25 |
0,4 |
А/В |
0,2 |
0,1 |
6,14 |
0,05 |
Ом |
2 |
5 |
20 |
100 |
|
40 |
10 |
75 |
'20 |
МГц |
120 |
500 |
!20 |
80 |
пФ |
40 |
0,7 |
20 |
4 |
пФ |
100 |
7 |
10 |
4 |
пФ |
400 |
130 |
300 |
40 |
нГ |
10 |
3 |
7 |
|
В |
90 |
65 |
30 |
12 |
В |
4 |
4 |
1,5 |
3 |
• А |
2 |
1,5 |
0,25 |
0,12 |
пФ |
220 |
22 |
120 |
75 |
|
0,05 |
0,1 |
0,0357 |
0,0625» |
1
Наименование
Пикфактор
Амплитуда напря жения на коллекторе
Относительные по тери на этапе насы щения
Потребляемая
мощность
Постоянная сла гающая тока кол лектора
Импульс тока кол лектора
|
величины |
|
Амплитуда |
первой |
гармоники напряжения |
|||
|
на |
коллекторе |
|
|
|
Амплитуда |
управ |
|
Искомые |
ляющего тока |
в сопро |
|
|
Мощность |
||
|
|
Амплитуда |
тока |
возбуждения
тивлении базы
Мощность, пере даваемая через С к , La
Мощность, пере даваемая через L a
|
величины |
Дополнительная |
|
|
емкость _ на |
входе |
|
транзистора |
|
|
Искомые |
Коэффициент |
уси |
|
||
|
ления по мощности |
|
|
Сопротивление на |
|
|
грузки |
|
|
Индуктивность |
|
|
формирующего |
кон |
|
тура |
|
Расчет генератора в ключевом режиме (схема с ОЭ)
Символическая запись или формула |
Раз |
|
Примеры расчета |
|
||||||
мер |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ность |
|
|
|
|
П ( в ) = П 0 ( в ) ( 1 - Р £ ) |
( |
\+0-Ь^ |
|
4,03 |
3,23 |
2,92 |
2,66 |
|||
"к макс = |
П (в ) Ек |
< ы к д |
В |
80,5 |
64,6 |
29,2 |
10,6 |
|||
Рр нас |
1 - 2 л р £ |
|
|
0,147 |
0,294 |
0,131 |
0,183 |
|||
Р 0 |
|
|
в" |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р| |
|
|
Р<\ |
Рр нас |
9,43 |
5,72 |
0,597 |
0,0528 |
||
р 0 = |
|
f |
_ |
~ |
о,1 - ! |
Вт |
||||
1—Ррнас/Ро—Ра/Ро |
Ро |
|
Ре |
|
|
|
|
|||
/ |
|
|
|
|
|
А |
0,471 |
0,286 |
0,0597 |
0,0157 |
1 |
-/ |
к а |
< 1 |
|
А |
1,75 |
0,894 |
0,276 |
0,0727 |
|
'к макс — |
|
/ Г 1 . |
~ 'кл |
|
|
|
|
|
|
|
|
а 0 |
(о ) |
|
|
|
В |
40 |
32 |
18 |
6 |
^ ш = " к м а к е С Ч ( П — ®) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
А |
0,39 |
0,3 |
0,09 |
0,036 |
/ г = / у |
+ ш С к |
Um |
|
А |
0,8 |
0,36 |
0,12 |
0,036 |
||
Рбн = 0,5[,7у -т-шСка Un]*rr> |
Вт |
0,16 |
0,255 |
0,1 |
0,018 |
|||||
Рос (С к . l») = |
0,4a>Um Y! (0) ( г б С к п (/,- |
+ |
Вт |
0,99 |
0,176 |
0,0443 0.0089 |
+• (й С |
к я C7K ] j н-tOj. L»CK /г] |
|
1 JJ
Р о с ( 1 я ^ = у / у О } г 1 а у і ( в ;
" 0,167 (1— cos в ) |
1 |
/(І "в бдоп 1 + £ )
К Р = Рі+Рос (^э . С к ) + Р о с Рбн"Т-Роо (is . С к ) + Р о с
J
—Р0 С УСК ) (Lg)—Ро с (Ск )
£2
Лн = - Б 5 - ' » ( в )
ґ і
Вт |
0,603 |
0,48 |
0,0263 |
= 0 |
пФ |
307 |
0 |
18 |
14 |
— |
6,05 |
5,93 |
3,65 |
2,5 |
Ом |
17 |
34 |
34 |
54,4 |
L = 0,16Q L (9) - ~ |
мкГ |
0,424 |
0,17 |
1,17 |
3,77 |
