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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 179

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

«"Сц"— ЗО пФ то, очевидно, что ключевой

режим на заданной

частоте

осуществить

не удастся. Для обеспечения

линейности

модуляцион­

ной

характеристики

 

выбираем

минимальное

значение С к . G уче

том

паразитной

емкости монтажа

считаем Ск

«

40 пФ.

 

для

 

5.

Определяем

 

низкочастотную

мощность,

необходимую

модуляции

 

оконечного

каскада:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и М = 1

имеем ЕВ

= ЕК,

/0 £2 = /омолч»

югда

 

 

 

 

 

р

 

]_ g

11 молч

 

 

1

 

11 молч

 

Pj молч

Р і макс

 

 

й

~ 2

 

к

 

g l

 

 

 

 

~ 2

 

 

gl%

 

 

~

2г!я

~

8ті„

'

 

где

т)9

— электронный

 

к, п. д. транзистора оконечного высокочас­

тотного

каскада.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

результате

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P Q

= 0,5/8-0,62 = 0,1 Вт.

 

 

 

 

 

 

6.

Рассчитываем

мощность,

требуемую для подмодуляции

пре­

дыдущего

каскада

 

(возбудителя)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

Мпред

 

Рів молч

 

Мпр д

Рів макс

 

 

 

када Принимая / И

 

р

 

/ / М = 0 , 5 , при М=М(имйред)^.'

 

 

 

 

 

 

Q B ~

 

2

 

 

 

 

Чэ

 

~

 

2

 

 

 

 

 

 

 

где

г|яв=

60% — к.

 

п. д.

коллекторной

цепи

предоконечного

кас­

 

 

 

 

 

 

 

 

П

 

е д

 

 

 

 

 

 

 

 

макс

— \ получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

0,52

120.10 - 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

и

= —

 

 

 

 

= 20 мВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

e

 

 

2

1,25-0,6

 

 

 

 

 

 

 

Общая

мощность

модулятора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Paz

= PQ^ Р Й В = (100ф20) м В т = 120 мВт.

 

 

 

7. Теперь оценим объем модуляционного трансформатора. Ме­

тодика

расчета

объема

трансформатора

 

приведена в

приложении

6. 1. Согласно табл.

6.П.1 при

PQS

 

•== 120 мВт к. п.

д. трансфор

матора следует выбрать равным г)т

= 0 , 7 . Тогда минимальный объ

ем сердечника трансформатора

 

V c , ограниченный необходимым объ-.

емом меди,

при работе

 

модулятора

в двухтактном режиме в классе

В для стали

G

 

=

 

500 определим

по формуле (6.П.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:25.10е

 

 

2 ( 1 ф 1 / 2 ) - 0 , 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.(1—0,7) 2л-50"1/1,1*

 

 

 

 

 

 

 

 

/

і

 

 

 

 

1

'

/

 

2-0,12

 

\

3 / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І Г

І

 

 

 

 

 

 

X

500

4-—]/

У

 

 

'

/

-

— 1 / J

= 104 см?.

 

 

 

 

 

\

v

 

150

100яТ/і,Г 2

 

 

 

 

Теперь

в

соответствии

с

формулой

(6.П. 12)

оценим

минимально

допустимый объем сердечника трансформатора, обусловленный

максимально допустимой магнитной

индукцией для стали

б м а к с *"

«= 6000 Гс;

 

 

 

 

 

 

у

2 0 У і , 1 ' - і - 0 , 1 2 ( 2 п ^ У

6 с

и 3

 

 

0,7.100л

{

6-10» )

~ и ' о с

м

,

Как видно, величина V c , рассчитанная по формуле (6.П.8), значи­ тельно превышает величину, полученную Q помощью (6.П. 12). Следовательно, мощность, преобразовываемая трансформатором, настолько мала, что нелинейные искажения, вносимые им, в дан­ ном случае можно не учитывать.

Объем трансформатора в целом примерно вдвое больше объема сердечника Vc •= 104 см3 . Габариты трансформатора получаются относительно большими. Чтобы уменьшить их, в качестве магнит­

ного

материала

вместо

стали

можно

применить пермалой,

имею­

щий

магнитную

проницаемость

 

и,0 «= 5000. Тогда

по

формуле

(6.П.8)

имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V c

= 2510е

 

2 ( 1 + Т / 2 ) - 0 , 7

 

 

 

 

 

(1—0,7). 100л Vl,la— 1 X

 

 

 

 

 

1

 

1

 

* Г

 

 

0,12

 

3/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-Ю3

*

150

\L/

100л

2l -/ l ,

I2 —1

 

= 33 см».

 

По формуле (6.П. 12) с

учетом

В м а К с =

I • 1°3

Гс получаем

 

 

 

 

 

2 0 l / l ,

I 2 — 1 -0,12

/ 2л-10<

 

\2

 

 

 

 

 

 

-

 

 

-

-

 

'

 

1

х 23 см 3 .

 

 

 

 

 

 

0,7.100л

 

 

V Ы О 3

 

 

 

 

 

Таким образом,

в данном

случае

обе рассчитанные

величины

Vc соизмеримы,

хотя большим оказывается

объем, полученный по

формуле

(6.П.8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание.

При

расчетах задавались

 

величиной

частотных

искажений по низкой

частоте

K.Q. Величина

 

же искажений

на вы­

соких частотах К№ определяется индуктивностью рассеяния транс­

форматора L s

. Величина L s может быть

определена из отношения

L 2 / L s » (1 -і- 2) • 10а, где L t — индуктивность

вторичной

обмотки.

 

 

 

 

 

Пример 2

 

 

 

 

Исходные

данные.

Рассчитать элементы

выходных

каскадов

AM

передатчика,

работающего на частоте f => 120 МГц при пико­

вой

мощности

Рімакс =

8

Вт. Максимальная

частота

модуляции

Q =

10 кГц. Амплитудная

модуляция осуществляется

с

помощью

варикапа.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходя из заданной пиковой мощности и рабочей частоты,

для

оконечного

каскада

выбираем

транзистор

КТ904 (см.

табл.

7.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Предварительный расчет генератора в режиме максимальной мощности на этом транзисторе при максимально допустимом на­

пряжении на коллекторе

нК д =• 70 В показывает, что при Ршакс =•

<=• 8 Вт и при отсутствии

смещения на базе транзистора он должен

работать с малыми углами отсечки по высокой частоте в . Послед­ нее является нежелательным. Поэтому режим генератора рас­

считываем при «к макс и

60

В < и К д .

 

 

Приняв

a>TL,, =• 25 Ом, в результате

расчета

получим:

0 =

88°;

сйтэ = 0,22;

(7К = 23 В;

/ „ , = 0 , 6 9 А;

/^0 = 0,44А;

Я н

=

34

0м} Л г г = 710 Ом;

Я я = 9.

Мощность возбуждения оконечного каскада при к. п. д. коллектор­ ного контура предыдущего каскада (возбудителя) г)к „ = 0,6 равна

 

 

 

Рів мако=»Рімакс/КрТ]й в = 8/9-0,6= 1,48 Вт.

 

Для

предоконечного

каскада

выбираем

тот же тип

транзистора

КТ904.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Для реактивного модулятора выбираем

варикап,

который

имеет

следующие

параметры:

допустимую мощность

рассеивания

Рр д =

3 Вт, максимально допустимое напряжение

м д

 

« м а ц с ^

=

120

В, степень

нелинейности

емкости

запертого

р-п

перехода

v

ж

1/2,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Согласно (6.7)

определяем

амплитуду

возбуждения реак­

тивного модулятора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ув - «макс/8 =

120/8 =

15 В .

 

 

 

 

Так как амплитуда коллекторного напряжения оконечного кас­

када

UK

= 23 В (см. п. 1 примера

2), необходимо

осуществить не­

полное

включение

реактивного модулятора

в коллекторный контур

(см.

рис.

6.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Проводимость нагрузки, пересчитанную параллельно вари­

капу,

согласно (6.8) определяем следующим

образом!

 

 

 

G H = 8 P 1 / ^ a K C = 8-8/120s = 4,45-10-* 1/Ом.

5. По

(6.11) рассчитаем

усредненную

емкость

варикапа

 

 

C B = 3,6GH/to = 3,6-4,45- 10-3 /2я-120-10" = 21 пФ.

Воспользовавшись

формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С 0

/

м0

)'

 

 

 

 

 

 

сй=- 1— v \

«макс

 

определим

дифференциальную

емкость Со,

измеренную при ип =

•= 4 В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С в ( 1 — v )

 

21(1—1/2,5)

 

 

 

 

 

С 0 = = ( « , / « « . ) ' =

 

(4/120)»'*

 

= 4 2 ' 5

 

6. Переходим

в соответствии с (6.13) к расчету элементов после­

довательного контура

Li, Сі

(см. рис. 6.2)!

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1"2,ЪОнш~

 

2 , 5 - 4 , 4 5 - 1 0 - 8 - 2 я - 1 2 0 . 1 0 е ~ ° ' 1 2 м к Г ;

 

 

 

 

 

G H

 

4 , 4 5 - Ю - 8

 

= 39 пФ.

 

 

 

Сі = — ~ =

 

'-

 

 

 

 

 

1

0,15ш

0,15-2я-120-10е

 

 

7. Определяем є помощью (6.16) величину балластного сопро­

тивления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

1

120-10е

2я

 

 

 

" М

Ймакс

36GH

"

10-103 36-4,45-10"3

4 7 0 к 0 м -

Максимальная мощность модуляции согласно (6.17)

 

 

 

Ра

Й м а к с

 

 

32-10-103

 

 

 

 

 

 

 

Рнмолч

6 _ м а к с

'

р

2П-120.10»

=0,42 мВт.

 

 

 

 

" *" ©

' "

 

 

 

 

Таким

образом,

значение

мощности

P Q

получилось

очень

неболь­

шим .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Аналогично тому,

как в примере

1, рассчитаем

низкочастот­

ную

мощность,

необходимую

для

подмодуляции

предоконечного

каскада.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задаваясь к. п. д. коллекторной цепи предоконечного каскада

(возбудителя) т ) к в = 0,5,

для Mavea/M

= Q,5 и для Л і м а к с = 1

полу­

чаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мпред

Р\ в макс

 

 

0,5*.1,48

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Й

в

~

*

% в ( Н - М п р е д ) "

0,5(1^0,5) 2 - 0,5

~

М

Т '

Следовательно, габариты трансформатора будут определяться в ос­ новном мощностью подмодуляции предоконечного каскада, а ве­ личину балластного сопротивления / ? м следует изменить в соответ­

ствии С МОЩНОСТЬЮ P Q „ !

PQ

0,42

* м = « м —

= 470-10» ^ " = 670 Ом.

Низкочастотная мощность РА + Р й в модулятора с примене­ нием варикапа имеет тот же порядок, что и в примере 1, хотя пико­ вые мощности Pi макс различаются больше, чем на порядок. Габа­ риты модуляционного трансформатора, которые могут быть опре­ делены по формулам (6.П.8) и (6.П.12) с учетом мощности, рассеи­ ваемой в сопротивлении Р м , получатся здесь незначительно боль­ шими, чем в предыдущем примере.

 

П Р И Л О Ж Е Н И Е 6.1

РАСЧЕТ ОБЪЕМА

СЕРДЕЧНИКА

МОДУЛЯЦИОННОГО

ТРАНСФОРМАТОРА

Модуляционный трансформатор является одним из важных

элементов схемы передатчика с коллекторной модуляцией,

так как

его габариты

и вес часто получаются соизмеримыми с габаритами

и весом всех

остальных вместе взятых деталей оконечных каскадов

передатчика.

Поэтому необходимо на основании заданных

качест-

Iвенных показателей передатчика уметь рассчитывать объем V0 сердечника модуляционного трансформатора, определяющий в ко­ нечном итоге как габариты, так и вес трансформатора в целом. Расчет можно вести на основании результатов фундаментальной

работы [18] или по упрощенной методике, изложенной, например, в [29]. Однако существующие методы, основанные на использовании различных таблиц и графиков, не позволяют наглядно проследить

Смотрите также файлы