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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 167

Скачиваний: 1

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

ного и предоконечного каскадов высокой частоты при такой моду ляции должны работать в режиме максимальной мощности при за­ данном или максимально возможном напряжении питания Ец. Транзисторы модулятора при таком способе модуляции получаются маломощными и их выбор затруднений не вызывает.

На рис. 7.5, а изображена структурная схема одного из про­ стейших передатчиков с AM.

Однополосная модуляция. Колебания ОБП обычно форми­ руются в маломощных каскадах передатчика. Затем модулирован­ ные колебания усиливаются усилителем мощности. Усилительные каскады должны работать в активном режиме при комбинирован-

КВарцеВый

 

Усилитель

0,1 Вт

автогенератор

 

ГТ308

27-29МГц

П416

 

 

 

--98

Модулятор

 

 

 

 

 

 

а)

 

Возбудитель

 

 

5-8 Вт

ОБП

от

П609П-» П609

•*[ КТВОЗ 1,6гвМГц•Г

Рис. 7,5. Структурные схемы некоторых коротковолновых мало­ мощных передатчиков.

ном смещении, обеспечивающем линейность амплитудной харак­ теристики усилителя. Кроме того, в максимальной точке статиче­ ской модуляционной характеристики должен быть обеспечен слегка недонапряженный режим. При составлении структурной схемы (рис. 7.5, б) эта последняя особенность должна учитываться вы­ бором транзистора мощностью, в 1,2—1,5 раза превышающей выходную мощность передатчика.

Частотная модуляция проводится, как правило, в возбудителе. Мощные усилительные каскады работают при этом с постоянной амплитудой высокой частоты. Девиация частоты обычно меньше, чем полоса пропускания усилителя, поэтому выполнение транзи­ сторных каскадов особых трудностей не вызывает.

Обычно как в оконечных, так и предварительных касхадах ЧМ передатчиков используется ключевой или перенапряженный режим. Как обсуждалось в гл. 1, такие режимы отличаются высокой ста­ бильностью и хорошими энергетическими характеристиками коллек­ торной цепи, но коэффициент усиления по мощности несколько сни­ жается (приблизительно в 1,5-г2 раза). Такое снижение усиления по мощности необходимо учитывать при составлении структурной схемы передатчика.

J3 зак. 1056

3§9


7.3.ПЕРЕДАТЧИКИ С ВАРАКТОРНЫМИ УМНОЖИТЕЛЯМИ

НА ВЫХОДЕ

7.3.1. Общие

энергетические

соотношения

и построение

схемы

 

Умножительные

каскады

с использованием варакторов ста­

вятся на выходе передатчика,

если

нет транзисторов,

которые мог­

ли бы на заданной

сравнительно

высокой частоте

генерировать

необходимую мощность Р н при удовлетворительном Кр- При пост­ роении структурной схемы передатчика с варакторными умножи­

телями

частоты прежде всего

нужно

выбрать

транзистор,

который

сможет

обеспечить

мощность

Рх

>

Рн на

пониженной

частоте

fIN с удовлетворительным Кр.

Выбор этого транзистора определяет

общую

кратность

умножения

N,

которую

необходимо

получить

в умножителе.

 

 

 

 

 

 

Далее следует выбрать число каскадов умножителя, кратность умножения частоты в каждом каскаде и уточнить мощность Ръ которую требуется получить от транзистора.

При этом можно ориентироваться на табл. 7.3, характеризую­ щую изменение к. п. д. одного каскада умножителя в зависимости

 

 

 

 

Т а б л и ц а 7.3

N

 

2

3

4

10

=Рвых/Р

вх

0,85—0,7

0,75—0,5

0,5—0,3

0,2—0,1

от порядка

умножения N. К. п. д. умножителя определяется как

отношение

мощности на выходе к мощности

на входе:

 

Л : = Рвых/Рвх

Наиболее высокие rj в табл. 7.3 относятся к умножителям, особенно тщательно спроектированным и настроенным. Из таблицы следует, что при достаточно большом общем N лучшие энергети­ ческие характеристики будут у цепочки удвоителей.

Теория и экспериментальные исследования показывают, что цепочка удвоителей оказывается более широкополосной, обеспе­

чивает

лучший спектр колебаний на

выходе и более устойчива

к

внешним воздействиям.

Применение

же каскадов

умножителей

с

N =

3

-і- 4 хотя

и дает

некоторые преимущества в числе кас­

кадов

и

габаритах

схемы,

требует более тщательной

настройки.

Цепочка таких умножителей менее устойчива при воздействии дестабилизирующих факторов и, видимо, применима лишь в узко­ полосных передатчиках.

Выбрав число каскадов и кратность умножения в каждом кас­ каде, можно, пользуясь значениями, приведенными в табл. 7.3,

ОриеНТирОВОЧНО Определить

Общий К.

П. Д. умНОЖИТелЯ Т)д|£ =

= Лл/і ' Чууп ' "Л JV ! 11 и т а к

і ш образом

рассчитать мощность, тре­

буемую от последнего транзисторного каскада, г, е.

PX=PJ4N%.


7.3.2. Выбор умножительных диодов

При выборе типа умножителыюго диода удобнее всего ориен­ тироваться на экспериментальные данные, полученные в резуль­ тате испытания диода в режиме умножения, если преобразуемая частота, порядок умножения N и мощность на выходе умножителя

близки к этим же величинам в выбранной структурной схеме. Од­ нако такие экспериментальные данные имеются лишь при какомлибо одном значении частоты, а прогнозирование результатов для других частот затруднено, поскольку повышение или снижение частоты может ухудшить работу варактора. Еще большие затруд­ нения возникают при оценке возможности применения диодов, разработанных для других целей (варикапы, импульсные диоды), сведения о работе которых в качестве умножителей частоты огра­ ничены. В этих случаях следует обратиться к следующим физичес­ ким и конструктивным параметрам, которые позволяют грубо

оценить

пригодность

работы

диодов

в требуемых

условиях.

1. Добротность диода при закрытом переходе на выходной

частоте должна быть Q > 20.

Эта величина определяет потери в по­

следовательном омическом сопротивлении диода rs.

В числе пара­

метров диодов обычно приводится добротность Q' на определенной

частоте f.

Чтобы определить добротность в области

рабочих частот,

следует

пользоваться

следующей

формулой:

 

 

 

Q - Q 7 / r .

 

2. Постоянная времени

рекомбинации неосновных носителей

Гр должна быть достаточно

велика:

 

 

 

 

с о в х Г р

>

10N.

 

В противном случае значительная часть мощности будет преобра­

зовываться в мощность постоянного тока.

 

 

при

3.

Время

восстановления

закрытого

состояния перехода / в

выходе из

состояния

высокой

проводимости

в режиме, близ­

ком

к

рабочему, должно

быть

достаточно

малым,

т. е.

 

 

 

 

м вых tB

<

 

 

При невыполнении этого неравенства генерация гармоник будет

мало

эффективной.

 

В

табл. 7.4

параметров диодов

указывается величина Тв

в установившемся

режиме, причем tB <

Тв и их соотношение зави­

сит

от

режима

умножителя.

 

7.4.ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМ ПЕРЕДАТЧИКОВ

 

 

 

 

 

П р и м е р

1

 

 

 

Исходные

данные.

Составить структурную

схему

передатчика

при мощности

7,5

Вт

на частоте 50 МГц. Модуляция

амплитудная

=> 1).

Допустимая нестабильность

частоты

10~8 .

Напряжение

питания

Яцит =

12

В. Максимальная

температура

среды Тс<=-

=

40°.

 

 

 

 

 

 

 

13*

 

 

 

 

 

 

371


сл;

)

Тип варактора

Кремниевыепланарно-

эпитаксиальные2А602

А

Б

В

 

 

 

 

Г

 

 

д

-

 

А

Германиевыедиффу

зионные:1А403

Б

В

 

 

 

 

Г

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

7.4

 

 

 

Основные

параметры [4,5]

 

 

 

Дополнительные

 

 

 

 

 

 

 

параметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С0 . пФ,

 

"д, в

рд>

р

Фо. В

V

 

с к о р п , п ф

Г Р , н

 

 

при ы„ = 20В

ом

рд имп>

нГ

с

 

 

Вт

Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4—8

1,3

60

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

2—4

1,8

60

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8—2

2,5

45

1,0

 

0,7

 

2

0,7

100

5

4

0,5—1,0

3,5

45

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3—0,5

5,0

30

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

0,32—0,5

4

50

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

0,26—0,4

5

50

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

0,18—0,3

6

50

0,4

15

0,5

1 / 3

1—2

0,2—0,25

50

0,17

8

0,08—0,22

8

50

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

0,08—0,22

6

50

0,4