Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 1
осуществляется через общий корпус, с помощью которого герметизируется и охлаждается весь каскад или даже не сколько каскадов (рис. 1.31). Габариты такого устройства незначительно превышают габариты обычного транзистора соответствующей мощности. В диапазоне частот свыше 1 ГГц сосредоточенные индуктивности и емкости трудно выполнить, даже используя такую технологию, и здесь пе-
г г9оз
ЗО-гЗООлФ
_ ЬОмкГ 5ІОмІ500тГ 250м\ \г0вт;ЗНГц
ЗОВ
Рис. 1.30. Пример практической схемы выходного каскада декаметрового пере датчика. Заземлен коллектор. Настройка антенны осуществляется емкостью С.
реходят к системам с распределенными параметрами, где реактивные элементы контура и блокировочные элементы (дроссели) выполнены на полосковых линиях.
В мощных транзисторах метрового и тем более СВЧ диа пазонов сопротивление индуктивности вывода коллектора и индуктивности общего вывода может стать соизмеримым с сопротивлением нагрузки. В грубом приближении дей ствие этих индуктивностей и емкости коллекторного пере хода Сй можно учесть, если рассматривать их как линейный Г-образный трансформатор, включенный между внешними клеммами транзистора и коллекторным переходом. На грузка, которую нужно подключить к внешним клеммам с учетом действия этого трансформатора, должна быть такой, при которой сопротивление у коллекторного перехода для первой гармоники тока было бы равно расчетному Za(co). Отметим сугубо приближенный характер этой поправки по следующим причинам: трансформатор в данном случае имеет нелинейный реактивный элемент С к , причем значения ин дуктивностей выводов редко известны достаточно досто верно; при таком пересчете не учитывается действия высших гармоник и обратной связи через индуктивность общего вывода.
Цепи связи между каскадами. Связь между каскадами осуществляется с помощью реактивных четырехполюсников, которые позволяют трансформировать сопротивление входа
0,5-1,8 1,7-ЮпФ
|
|
Земля |
\ |
J- |
|
|
Место крепления коллектора транзистора.' |
|
|
||||
Рис. 1.31. Схема |
(а) |
и рисунок |
металлизации на поверхности |
пла |
||
ты (б) усилителя |
на |
2,25 ГГц, |
Р, = |
1 Вт. Емкости С ь |
С 3 |
под |
страиваются изменением числа элементов С, подключенных |
к схеме. |
последующего каскада в сопротивление нагрузки, требуемое для получения нужной мощности в предыдущем каскаде.
В отличие от контура оконечного каскада здесь при до статочно высоких коэффициентах усиления по мощности Кр целесообразно иметь уменьшенные значения к. п. д. кон тура, что обеспечивает большую устойчивость работы уси лителей.
Для трансформации импедансов могут быть использо ваны высокочастотные трансформаторы с взаимно индук тивной связью или связью через длинную линию, а также трансформирующие четырехполюсники из реактивных эле ментов,
Применение трансформаторов характерно для широко полосных или широкодиапазонных передатчиков вплоть до частот 100—200 МГц. В передатчиках узкого диапазона частот обычно используют более простые в конструктивном отношении четырехполюсники из реактивных элементов. Их применение весьма целесообразно также в диапазоне СВЧ, где реактивные элементы транзистора учитываются как часть элементов согласующего четырехполюсника.
Для этой цели наиболее удобна Т-образная схема со гласования (табл. 1.9), в которой индуктивности выводов транзисторов соединяются последовательно с реактивными элементами трансформатора. Число ячеек фильтра при этом остается минимальным, чем объясняется простота расчета и настройки. При рассмотрении цепей межкаскадных свя зей требования к фильтрации высших гармоник обычно не учитываются, однако ясно, что возможна неблагоприятная форма возбуждения последующего каскада, при которой к. п. д. его коллекторной цепи будет занижен. С этой точки
зрения тоже целесообразна Т-образная схема (табл. |
1.9), |
||
так как в ней сопротивление для высших |
гармоник |
тока |
|
в |
нагрузке велико и характер возбуждения |
приближается |
|
к |
характеру возбуждения при идеальном источнике гармо |
нического тока.
При построении многокаскадного усилителя встает важ ная проблема обеспечения стабильности его работы при из менении параметров транзисторов. Такие изменения воз можны при изменении температуры или из-за технологи ческого разбрсса параметров. В линейке многокаскадного усилителя эти изменения могут накапливаться, в резуль тате чего усилитель может оказаться неработоспособным.
Если каскады работают в перенапряженном режиме, то при изменении параметров транзисторов выходная мощ ность практически не изменяется, так "как напряжение на коллекторе выходного каскада определяется величиной на пряжения коллекторного питания Е1{. Достаточно лишь иметь запас в величине возбуждения, чтобы при всех изме
нениях параметров транзисторов |
режим оконечного каскада |
|||||||
оставался |
перенапряженным. |
|
|
|
|
|
||
Если каскады работают в недонапряженном режиме, то |
||||||||
выходная мощность каждого транзистора |
линейки |
зависит |
||||||
от его входной мощности и |
параметров, поэтому |
все |
||||||
изменения |
накапливаются в каскадах. |
|
|
|
||||
В п. |
1.1.5 было |
показано, |
что |
стабильность |
работы |
|||
кгскада |
существенно |
улучшается |
при |
возбуждении |
от |
Номер |
Схема Т-образного транс- |
|і |
|
|
|
|
||
форматора |
сопротивлений |
Формулы для расчета элементов |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
f > R |
|
|
|
|
|
|
При выбранных |
Ra |
I |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 > |
°2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S3 : |
і |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
wL, |
і |
/ R„ |
1 |
R9 |
При выбранных R0(
(> Ri
2
0 |
J |
0 |
<aC3 = — - ( Q , — Qt) Ко
Т а б л и ц а 1.9
К. п. д
> | т - 1 |
, |
" |
|
|
Vxx |
источника тока. Соответственно схемы связи между кас кадами необходимо построить так, чтобы каждый каскад возбуждался от источника тока. На эквивалентной схеме связи между двумя каскадами (рис. 1.32) в отличие от общего случая (см. рис. 1.14, б) транзистор возбудителя заменен ис точником тока (рассматривается недонапряженный режим,
для которого такая идеа лизация принята). Схема связи здесь представлена эквивалентным четырехпо люсником с параметрами ZQ, Z X % И К. И З этой схемы
Рис. 1.32. Эквивалентная схема связи между каскадами.
следует, что последующий транзистор будет возбуж даться от источника тока, если |ZX X | > Я Э . Из это го неравенства, используя соотношения из табл. 1.9, получаем следующие тре бования к параметрам со гласующих четырехполюс ников:
Ql > С?2 > 1 |
ПРИ |
1 > 1 , |
Q 2 > Q i > 1 |
п р и |
1 < 1 - |
Этим условиям должны удовлетворять параметры со гласующего четырехполюсника для того, чтобы уменьшить нестабильности, вызванные изменением Е' и г б транзи стора.
СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1.С т е п а н е н к о И. П. Основы теории транзисторов и тран
|
зисторных |
схем. |
Госэнергоиздат, |
1963. |
|
|
|||
2. |
Г е р а с и м о в е . |
М. и др. Основы теории и расчета транзи |
|||||||
|
сторных схем. Изд-во «Советское |
радио», |
1963. |
|
|||||
3. |
Б о г а ч е в |
В. |
М. и др. Расчет |
каскадов |
полупроводниковых |
||||
|
передатчиков. Изд-во МЭИ, |
1964. |
|
|
|||||
4. |
К а г а н о в |
|
В. |
И. |
Транзисторные радиопередатчики. Изд-во |
||||
|
«Энергия», |
|
1970. |
|
|
|
|
|
|
5. |
М а з е л ь |
|
Е. |
3. |
Мощные |
транзисторы. |
Изд-во |
«Энергия», |
|
|
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Н и к о л а е в с к и й |
И. Ф., И г у м н о в Д . |
В. Парамет |
||||||
|
ры и предельные режимы работы транзистора. Изд-во «Совет |
||||||||
|
ское радио», |
1971. |
|
|
|
|
|
||
7. |
R o g e r s |
J . D., W o r m s e r |
J . D . «Ргос. Nation. Electron. |
||||||
|
Conf.», 1966, |
v. |
X V I I , oct. |
3—5. |
|
|