Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 171
Скачиваний: 1
ласти высоких частот (го > Зю г /р о ) . В реальных случаях эти ус ловия не выполняются, однако опыт показывает возможность при менения этой формулы для приближенных оценок при Кр < 10 -г -г 15.
Вообще говоря, коэффициент усиления по мощности Кр за висит от величины генерируемой мощности (для некоторых тран зисторов Кр = K'pP'JPi). Однако во многих случаях сочетание параметров транзисторов таково, что эта зависимость выражена слабо. При составлении структурной схемы можно ориентироваться на худший случай, т. е. считать, что Кра К/.и не зависит от Р,.
Коэффициент усиления по мощности зависит также от режима генератора. Как отмечалось в п. 1.3.4, переход к ключевому режиму вызывает некоторое уменьшение Кр-
Итак, пользуясь экспериментальными данными о работе тран зисторов на некоторой частоте f (табл. 7.1), можно составить пред ставление о свойствах транзисторов на заданной частоте [ и выбрать наиболее подходящий из них.
На этом этапе проектирования полезно ориентировочно пред ставить температурное состояние переходов выбранных типов тран зисторов при максимальной температуре окружающей среды Г £ м а к о и различных способах охлаждения. Используя известный к. п. д.
транзистора, |
можно |
подсчитать |
потери |
мощности на |
коллекторе |
||
РР = Pi (1 — |
Г|8 )/г|я |
и |
затем |
с |
помощью |
соотношения |
(1.19) |
ТП |
макс 8 = 5 |
Т в |
макс Ф |
(^ПК ^ ^Кс) |
РР < ^ П д |
|
определить необходимое тепловое сопротивление радиатора, его
размеры |
и |
максимальную |
температуру |
перехода. |
Естественно, |
|
что выбор для оконечного каскада кремниевых транзисторов, |
имею |
|||||
щих г П д |
= |
150° С, обычно |
увеличивает |
надежность |
работы |
гене |
ратора и облегчает конструирование теплоотвода. |
|
|
||||
Дополнительные ограничения при выборе транзисторов |
могут |
возникнуть при заданной величине источника коллекторного на
пряжения |
Ек. |
Снижение £ „ |
по |
сравнению |
с £ к ' , |
указанным |
||||
в табл. 7.1 |
при |
Р н = |
Р н ' , |
может заметно |
ухудшить Кр |
и к. п. д. |
||||
коллекторной цепи: при высоких к. п. д. (т]э ' > 60%) |
Кр |
изменя |
||||||||
ется пропорционально отношению |
Ек/Ек', |
а |
к. п. д. |
изменяется |
||||||
незначительно; |
при |
низких |
к. |
п. |
д. (т) 3 я;40%) можно |
ожидать |
||||
более существенного |
ухудшения |
Кр |
и к. п. д. Поэтому |
может ока |
заться целесообразным применение преобразователя напряжения, который за счет усложнения схемы и небольших потерь (к. п. д.
преобразователя |
г) ж 80%) обеспечил бы рекомендуемое напря |
жение питания |
Ек'. |
При выборе типа транзистора полярность питающего напря жения по отношению к его корпусу не имеет решающего значения, так как можно составить схему и реализовать ее с заземлением по постоянному току любого из его выводов. Однако схема и конст рукция генератора с внешним возбуждением всегда упрощается, если полярность питания такова, что позволяет соединить по по стоянному току общий вывод транзистора (эмиттер или базу) с кор пусом транзистора и передатчика.
В ряде случаев для генерации мощности Р% приходится исполь
зовать транзистор, для которого «типовые экспериментальные данные» не известны и сведения о котором ограничены параметра ми и предельно допустимыми величинами. Оценить возможность его применения можно без детального расчета по приближенным формулам, исходя из следующих соображений.
1. Предельно допустимая мощность транзистора должна быть достаточно большой. Следует проверить допустимые значения им
пульса гока и температуры переходов по |
приближенным соотно |
шениям: |
|
м а к с = ЮР і / "к і < |
'кд. |
Эти формулы получены в предположении, что £ К Г ) = 0,8,
в= 90°.
2.Транзистор должен быть достаточно высокочастотным. Ра
бочая частота |
для |
получения |
приемлемого |
усиления |
должна быть |
|||||
в 1,5—2 |
раза |
ниже |
предельной |
частоты генерации |
/г- |
Если в пара |
||||
метрах |
транзистора |
отсутствует значение |
/ г , |
то |
следует |
ориенти |
||||
роваться на величину /у, которая |
в правильно |
сконструированных |
||||||||
транзисторах |
приблизительно |
в |
два раза |
меньше, |
чем |
/ г . |
3. Возможно ограничение по мощности из-за малой крутизны линии критического режима, что недопустимо снижает к. п. д. коллекторной цепи. Для оценки пригодности транзистора можно воспользоваться следующими неравенствами:
при известном Я к
при известном ик д
PU = P 1 / S K P « K д < 0,015,
где
( |
, |
З'т |
И к 8 д |
ПРИ / < |
— — |
" к б д |
При / > |
- т — . |
\ |
|
Ро |
При нарушении этих неравенств к. п. |
д. будет ниже 40% (см, |
графики на рис. 1.13).
При выборе типа транзистора следует учитывать возможность увеличения генерируемой мощности при совместном включении нескольких транзисторов. Параллельное или двухтактное включение двух транзисторов не вызывает заметного ухудшения Кр и %
генератора и не усложняет его конструкции при работе на часто тах вплоть до волн дециметрового диапазона. Дальнейшее увели чение числа совместно работающих транзисторов требует приме нения специальных схем сложения мощностей.
На более высоких |
частотах оценить падение |
/СР Л , и PN при |
возра |
стании N труднее, |
но следует отметить, что |
в общем случае |
умень |
шение этих величин получается еще более значительным. По этой причине малоэффективно использовать умножители на транзисто рах при частотах ш в ы х > (3 Ч- 5)сог /р0 и в ряде случаев здесь це лесообразно применять варакторы.
7.2.4.Модуляция
Амплитудная модуляция применяется главным образом в по лупроводниковых передатчиках низовой связи в диапазонах декаметровых и метровых волн.
При этом в большинстве случаев используют схемы коллектор ной модуляции выходного каскада с одновременной подмодуляцией предвыходного каскада. Такой способ модуляции обеспечи вает в простейших схемах высокие энергетические показатели, до пустимую нелинейность при глубокой модуляции и необходимую частотную характеристику во всем звуковом диапазоне частот. В некоторых случаях здесь применяют автоколлекторную моду ляцию.
При выборе транзистора оконечного каскада следует помнить, что в задании на проектирование AM передатчика обычно указы
вается мощность в режиме молчания Рн М 0 Л ч ~ Ршолч> |
поэтому |
|||||||||
транзистор |
в |
режиме |
максимальной |
мощности |
должен |
отдать |
||||
мощность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рн макс = |
молч 0 |
4" М) 2 , |
|
|
|
|||
г д е М — коэффициент |
амплитудной |
модуляции. |
|
|
|
|||||
При модуляции на коллектор допустимое напряжение источ |
||||||||||
ника питания |
£ Н м о л ч |
должно |
быть |
меньше |
в (1 -f- |
М) |
раз, |
чем то |
||
напряжение |
питания £ ' к , которое указано в |
паспорте |
транзистора |
для типового режима при полном использовании по напряжению. Превышение налряжения «кмакс при модуляции в максимальном режиме относительно номинального в транзисторных генераторах
недопустимо, так как вызывает пробой коллекторного перехода. Транзисторы модулятора нужно, как известно, выбирать так,
чтобы обеспечивалась мощность низкой частоты, приблизительно равная мощности передатчика в режиме молчания. Для повышения к. п. д. модулятора желательно применять двухтактную схему в режиме класса В. Схема питания передатчика существенно уп рощается, если удается получить от модулятора необходимую мощ ность при напряжении питания Ек молч. которая подается на моду
лируемый высокочастотный каскад в режиме молчания. Значительное уменьшение мощности модулятора и, следова
тельно, выигрыш в энергетических показателях передатчика обес печиваются применением модуляции оконечного каскада измене нием связи с нагрузкой. Такой способ модуляции особенно перс пективен для полупроводниковых передатчиков, но в настоящее
время он еще мало известен и |
поэтому |
не нашел широкого приме |
|
нения. Достаточно подробное |
описание |
этого |
принципа модуляции |
и необходимые расчеты можно |
найти в § 6.4. |
Транзисторы оконеч- |