Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf

Исходные

данные:

Р

1)

выходная

мощность

=

10 мВт;

2)

допустимая

температурная

нестабильность

выходного

тока

б7а =0,1 ;

3) входная частота 5— 20МГи;

4)

диапазон

рабочих

температур

— 50 — + 7 0 ° , 67 =

0,2;

5)

напряжение

источника

питания

Ек = 9

В.

2.5.1. Предварительный

расчет

А. Выбор транзистора. Выбираем

по табл. 2.1 транзистор

частоте

и

выходной

мощности.

Параметры

транзистора:

fT

=

•=

120

МГц; р\> =

40;

бр =

0,4;

гб =

50

Ом;

fs

= 2-МО-'

А;

S l

4 )

=

35

мА/В;

Ся=

40

пФ;

Р „ д =

100

мВт

(при

7 = 70°);

ик„

=

28

В (при 7 =

70°). и „ б д =

З

В;

і к д

=

120 мА.

Б. Выбор

угла

отсечки

и управляющего

напряжения.

Чтобы

обеспечить

запас

стабильности

на погрешность

расчета, зададимся

нестабильностью

тока

3-й

гармоники

673

=

8%.

Из

графика

рис.

2.22

при

Uу =

0,75

В

такая

стабильность

обеспечивается

при

0,45 < cos

Я ^

0,65.

Такая

зона

допустимого

изменения

угла

отсечки

обеспечит

необходимый

запас.

Поэтому

выбираем

Us

мин =

0,75

В.

В

предварительном

расчете считаем

£ к

=

0,8

2PN

2.10.10-»

= 0,023.

UeiWB

7,2-120-Ю-3

В соответствии с графиком рис. 2.22 такая величина а 3

не наклады­

вает

ограничений

на величину углов отсечки. Из

(2.40) найдем

М

= b V ^ v = = 0 ( 8 i 0 0 ± 2 0 =

4 ; 8

Ys / макс

2 P W

20

На

рис. 2.22 этой

величине

соответствует

|cos Ц >

0,4.

Зададимся

—cos К => 0,55,

la = 2PN/UK='2-]0-

10-а /7,2 = 2,8 мЛ

Из

графиков

рис. 2.10

для низкочастотного

приближения при

— cosA, = 0,55 найдем Уэ| = = 0,07. По формуле

(2.41)

г и мин = Уа ^у мин =

0.07-0,75 =

9 Ом.

м н

h

2,8-10-я

Выберем значение г0

= 20 Ом, что позволит

получить большую ста­

бильность.

Тогда

г э

г6

50

= / о - - 7 Г = 2 0 - — =19 Ом.

Ро

40

Г., Уточнение угла отсечки

На наибольшей частоте

№тс = соС я (7 - э ^л б ) = 6 , 2 8 - 2 0 - 1 0 - , М 0 - 1 0 - 1 ?

(19* 50) = 0,34

По графику

рис, 2.10 оптимальное значение

угля отсечки (по уров­

ню 0,9 от максимального)

0 ^ cos А < 0,62. Окончательно выбира­

ем

cos А. •= 0,55 и уточняем

величину

управляющего

напряжения:

U y

= - ^ =

- ^

^

- S

= 0,75B

п р и / = 5МГц!

'

у я

6 5 - Ю - 8

19-2,8- 10~3

U l = -

= 1 ' З В п Р " / = 2 0 М Г ц -

Д. Расчет

схемы

по постоянному току

Постоянная

составляю­

щая

тока

yuUy

0,19-0,75В

'

"

" V

"

2.19 0м

- 8 ' 8 м А

П

Р " 5

М Г

Ц ;

/ I t n = 5 мА

при 20 МГц

Для

последующего

расчета

выбираем

среднее

у 0

=

0,17; / к п •=•

=

4,6 мА. Напряжение

отсечки

идеального

транзистора

1

/„„

1

4 , 6 - Ю -

3

£ ' = —

l n - £ 1

- = —

I n -

— =250 мВ.

Л

ls

40

2 - Ю - 7

Для

схемы с постоянным углом

отсечки

Еь

— Е' =

250 мВ.

По выражению

(2.42) найдем

/?г = г 0 (1 4-2cos ^ / 7 о ) = 19(14-2-0,55/0,17)= 150 Ом

и

далее

Я б

= 0,1бр0 Дг=0,15-40-150 = 900 Ом;

Rx

= г ? б £ „ / £ 0 = 900-9/0,25 = 30 кОм;

R2

= R^Elt/(EK—Е0)

= 900 • 9/8, 7&= 920 Ом.

/? 3

= / ? г - / ? б

/ Р „ — г э

= 150 - 900/40-19=104 Ом.

Выбираем

ближайшие

стандартные

номиналы:

R, = 30 кОм,

Ri

=

900 Ом, # 3 =

100 Ом.

2.5.2. Окончательный

и поверочный

расчеты

A.

Уточнение

угла

отсечки.

Но

выбранным

величинам сопро­

тивлений

определяем:

R§ =

900 Ом,

R? =-

140 Ом,

6 =

7,0

ЕП = 0,26 В.

при Ь=

и при (Е0

— E')/Uy=

По

графикам

рис. 2.1}

7,0

0

находим

cask — 0,56. По

графикам

рис. 2.7—2.10

уточняем

ве­

личины

коэффициентов

разложения:

при

/ =

5 МГц Yo =

0,18, у і д =

0,168, у , м

=

Ю"4, у 3

=0,066,

а., = 0,16,

при

I = 20

МГц

у» = 0.14.

у , л ~ 0,162,

y 1 M =.

4,7 • Ю"3,

B.

Расчет

основгьк

парамеїров

умножителя.

Ввиду

гого

что большинство

параметров рассчитывается

по тем же формулам,

что

и н предварительном

расчеіе,

приведем

здесь только конечные

результаты:

«к маке =

17,5

мЛ;

« к б

„от =0,5

В; §„ = 0,9;

1/„ = 8 , 1 В ;

(7у = 0 , 7 5 В

при /==5МГц,

( У у = 0 , 7 7 В

при / = 20 МГц;

/„„ = 3,45 мА при / = 5МГц; / 1 ( 0 = 4,1мА при / = 20 МГц»

г) =32%

при / = 5 МГц;

г) =27%

при / = 20 МГц.

Входная

проводимость

_ L

у і л / Р о ' ^ с °Ті м/ш 7-

1__ 0,168/40^5-10-*/120

ЄВ*

"

R

^

+

ГО

~

900

^

20

=

=

1,21- Ю - 3 мО

при / = 5 МГц,

g D X = 1,23. Ю - 3 мО при / = 20 МГц.

Входная

мощность

Р

и х =

Ulgax

0,752 -1,2-10-3

Вт при / = 5 МГц;

у ° в

* = —

Y~

— = 0 , 3 4 - Ю - 3

P u x

=

1 • 10- 3

Вт

при / = 20 МГц.

Температурная

стабильность

л

г

р - Л Е '

(28-40-0,25)-0,2

Д cos Л. =

-

/

Xtb-l)\

оТ=

—

[

-==

57-6,34

=

- 0,0 4

при / = 5 МГц;

Д cos Х= —0,030

при / = 20 МГц;

6л0 =

-/"б/Pu г0

o|i=

-50-0,4/40-13=—0,04,

Для

согласования

по

мощности

(gB X = gr)

по выражению

(2.28)

в худшем

случае

в/:,

"о Mux \

Ш Т

/

+ 6>е

0,1

+

1

0,51

+ 10-

-У

0,04 —

2 , 4 - Ю - 3 - 2 0

V

40

—0,04 = —0,054

Рассчитанная

схема

удовлетворяет

заданным

требованиям.

С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.

Г р и б о в

Э.

Б. Нелинейные

явления

в

приемо-передающем

тракте

аппаратуры

связи

на транзисторах. Изд-во «Связь», 1971.

2.

Г р и б о в

Э.

Б. В

сб.

статей

«Полупроводниковые приборы

в технике электросвязи».

1968, № 3.

3.

Б р у е в и ч

А.

Н. Умножители

частоты.

Изд-во «Советское

радио»,

1970.

4.

Ж а б о т и н с к и й

М.

Е., С в е р д л о в

Ю.

Л. Основы

теории и техники умножения частоты. Изд-во «Советское радио»,

1964.