Tranzistornye peredatchiki

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

Санкт-Петербургская
государственная академия аэрокосмического приборостроения














ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПЕРЕДАТЧИКИ



Методические указания
к выполнению курсового проекта















Санкт - Петербург
1994
Составители: Л.Д. Вилесов, В.А. Кириллов, А.А. Старков
Рецензенты: кафедра радиотехнических систем Санкт-Петербургской
академии аэрокосмического приборостроения;
канд. техн. наук доц. В.П. Пашкевич







Методические указания содержат рекомендации по выполнению курсового проекта по курсу «Устройства формирования и передачи сигналов»
Методические указания предназначены для студентов дневного, вечернего и заочного факультетов специальности "Радиотехника"
Подготовлены к публикации кафедрой радиопередающих и телевизионных устройств по рекомендации методической комиссии радиотехнического факультета.













Информация об издании









Оглавление:

1) Разработка структурной схемы передатчика 4

2) Выбор транзисторов на начальном этапе проектирования 8

3) Схемы транзисторных генераторов с внешним возбуждением 9

4) Расчет транзисторного усилителя мощности 14

5) Расчет мостового усилителя 19

6) Работа с пакетом программ для расчета транзисторного усилителя мощности 20

7) Применение и основные расчетные соотношения для узкополосных цепей
согласования 21

8) Фильтрация высших гармоник 27

9) Расчет узкополосных цепей согласования на ЭВМ 30

10) Защитные устройства в радиопередатчиках на транзисторах 31

11) Проектирование системы охлаждения транзисторов 35

12) Параметры транзисторов 38

13) Библиографический список 43

РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА

Структурная схема передатчика разрабатывается ещё до расчёта электрических режимов его каскадов [1].
Ниже будет рассмотрено составление структурной схемы передатчиков с амплитудной (АМ), частотной (ЧМ) и однополосной (ОМ) модуляций.
Основными исходными данными при составлении структурной схемы являются:
f – рабочая частота передатчика или диапазон рабочих частот (fн - fв);
P – полезная мощность, под которой понимается мощность в антенне передатчика;

·f/f – относительная нестабильность частоты.
Если
·f/f < 10-4, то предполагается кварцевая стабилизация частоты задающего генератора в возбудителе передатчика.
Перечисленных данных достаточно для того, чтобы начать составление структурной схемы. Разработку структурной схемы следует начать с выхода передатчика, постепенно продвигаясь к его выходу, т.е. к возбудителю.
Рассмотрим пример составления структурной схемы для передатчика с частотной модуляцией. Выбор транзистора выходного каскада проводим по заданной центральной частоте в спектре ЧМ сигнала и мощности в антенне. Если не предполагается значительное удаление антенны от передатчика, то при выборе транзистора следует учесть только потери мощности в выходной цепи согласования транзистора с антенной. КПД выходной цепи для передатчика мощностью 10Вт можно принять равным 0,8-0,9. Таким образом, мощность, на которую следует выбрать транзистор выходного каскада, следует увеличить с учётом КПД цепи согласования
·цс и принять равной:
13 EMBED Equation.3 1415
Если заданная рабочая частота отличается от типовой, указанной в разделе “Рабочие характеристики”, то коэффициент усиления по мощности в схеме с ОЭ можно скорректировать, приняв равным:
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – частота и усиление по мощности в типовом режиме; 13 EMBED Equation.3 1415 – заданная частота 13 EMBED Equation.3 1415<13 EMBED Equation.3 1415.
Мощность, необходимая для возбуждения выходного каскада, равна
13 EMBED Equation.3 1415
Аналогично проводим выбор транзистора предоконечного каскада. КПД межкаскадных цепей согласования в тракте передатчика удаётся получить 0,6-0,8. С уменьшением выходной мощности каскада требование к КПД снижается. Выходная мощность предоконечного каскада равна
13 EMBED Equation.3 1415
По полученной мощности и заданной частоте выбирается транзистор предоконечного каскада.
Продвижение составления структурной передатчика от выхода к входу, согласно изложенному выше, будет ограничено схемой возбудителя передатчика. Предположим, что возбудитель выполнен на основе автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты. Нестабильность частоты кварцевого генератора сильной степени зависит от мощности, рассеиваемой в кварцевом резонаторе. Для уменьшения нестабильности частоты мощность, рассеиваемая в кварце, не должна превышать допустимую величину. Обычно она составляет [2]
13 EMBED Equation.3 1415
Поскольку связь с нагрузкой автогенератора для уменьшения нестабильности частоты должна быть небольшой, то полезная мощность в коллекторной цепи кварцевого генератора соизмерима с13 EMBED Equation.3 1415. Например, при использовании транзисторов типа ГТ311, КТ316 ориентировочно можно принять, что для схемы автогенератора с кварцем между базой и коллектором мощность в нагрузке
13 EMBED Equation.3 1415
а для схемы автогенератора с включением кварца в цепь обратной связи несколько больше
13 EMBED Equation.3 1415
Пусть мощность в антенне передатчика p=5Вт. Тогда коэффициент усиления по мощности всего тракта передатчика для первой схемы включения кварца равен
13 EMBED Equation.3 1415,
а для второй схемы включения
13 EMBED Equation.3 1415.
Таким образом, коэффициент усиления мощности всего тракта передатчика в рассмотренном примере находится в пределах
13 EMBED Equation.3 1415
т.е. коэффициент усиления мощности весьма высок и при этом должна быть обеспечена устойчивость работы усилительного тракта передатчика. С этой целью в тракте передатчика необходимо предусмотреть не менее одного каскада умножения частоты, при этом сигналы на входе и выходе усилительного тракта имеют разные частоты. Применение умножителя целесообразно также и с других точек зрения.
Во-первых, возбуждение кварцевого резонатора можно осуществить до 20МГц на основной частоте и от 20МГц до 100МГц на частотах нечетных гармоник. Частота же, на которой работает передатчик, может быть выше частот гармоник кварца.
Во-вторых, в связных передатчиках девиация частоты составляет (10–15)кГц, а ширина спектра модулирующего сигнала (3–6)кГц. В этом случае при не очень жестких требованиях к нелинейным искажениям (единицы процентов) модуляцию можно осуществлять, управляя непосредственно частотой кварцевого генератора. При этом для улучшения управления частотой генератора кварц необходимо возбуждать на основной гармонике, обычно на частотах (10–14)МГц. Это связано с тем, что на основной гармонике по сравнению с более высокими 3-й и 5-й добротность кварца ниже, а емкость резонатора выше, что и требуется для расширения диапазона управления частотой кварцевого генератора.
При выборе транзистора в каскаде умножения частоты необходимо учесть следующее. Пусть коэффициент умножения частоты равен n, тогда, если пренебречь инерционностью транзистора, мощность на выходе умножителя необходимо принять в n раз меньше и коэффициент усиления мощности в n2 меньше, чем в режиме усиления (типовом режиме). C учетом инерционных свойств транзистора, выходная мощность и коэффициент усиления мощности будут еще значительно ниже.
В каскаде умножения на мощном СВЧ транзисторе более эффективно использовать включение транзистора по схеме с общей базой. При этом полезная мощность и КПД значительно выше, чем в схеме с общим эмиттером.
Рассмотрим пример построения структурной схемы ЧМ-передатчика низовой связи, которая приведена на рис.1. Здесь ЧМКГ – частотно-модулированный кварцевый генератор; МУ – микрофонный усилитель; БК – буферный каскад (с относительно большим входным сопротивлением); УЧ- умножитель частоты; УМ- усилитель мощности; ЦС1 и ЦС2 – цепи согласования; ЦСA – цепь согласования с антенной А передатчика, осуществляющая фильтрацию гармоник и трансформацию сопротивления нагрузки УМ в сопротивление антенны; U - модулирующий сигнал.
В рассмотренной структурной схеме передатчика число каскадов минимально. В реальном случае число каскадов будет определяться коэффициентом усиления мощности всего тракта передатчика и может быть значительно больше.
Построение структурной схемы передатчика с амплитудной модуляцией не отличается от только что рассмотренного случая (передатчика с ЧМ) за исключением того, что модулирующий сигнал U в передатчике с AM управляет работой оконечного каскада (или одновременно с ним предоконечного), а не задающего генератора, как в передатчике с ЧМ. Схема приведена на рис.2, где КГ – кварцевый генератор; БК – буферный каскад; УЧ – умножитель частоты; ПК – предоконечный каскад; ЦС1 и ЦС2 – цепи согласования; УМ – усилитель мощности; М – модулятор; ЦСА – цепь согласования с антенной А.
При проектировании структурной схемы передатчика с AM задаются следующие параметры:
Рмол – мощность сигнала в антенне в режиме молчания;
f – частота несущей;
mмакс – максимальный коэффициент модуляции (обычно mмакс =1).
Транзистор выходного каскада выбирается по мощности в максимальной точке модуляционной характеристики с учетом КПД выходной цепи согласования
13 EMBED Equation.3 1415

Используя исходные данные, находим мощность сигнала на входе ЛУ
13 EMBED Equation.3 1415
Усилительные каскады в тракте ЛУ разделяются на предварительные (маломощные) и выходные (мощные). Выбор транзисторов в тракте ЛУ несколько отличается от выбора транзисторов в тракте передатчиков с ЧМ или AM. Отличие определяется высокими требованиями к коэффициенту нелинейных искажений (КНИ) сигнала на выходе ЛУ.
Для транзисторных ЛУ допускается КНИ по третьей гармонике, равный
13 EMBED Equation.3 1415
где A1 и А3 – амплитуды первой и третьей гармоник для двухтонового испытательного сигнала [4]. Чтобы уменьшить нелинейные искажения, коэффициент использования транзистора по мощности
13 EMBED Equation.3 1415
где p1ном – мощность в типовом режиме, для выходных каскадов выбирается равным 13 EMBED Equation.3 1415
P1макс – мощность при однополосной модуляции. Для входных каскадов он берется еще меньше, так как последние работают с малыми уровнями мощностей. При этом не предъявляются высокие требования к КПД каскада и для уменьшения КНИ можно работать на линейном участке характеристики транзистора (в режиме класса А).
Транзистор выходного каскада выбирается на мощность
13 EMBED Equation.3 1415
где Uцс – КПД выходной цепи согласования.
Коэффициент усиления мощности всего тракта ЛУ равен
13 EMBED Equation.3 1415
где pвх – мощность сигнала на входе ЛУ.
Как правило, транзисторный ЛУ содержит один или два входных каскада, работающие в режиме класса А, а также предоконечный и оконечный каскады, работающие в режиме класса В. Выходной каскад может быть выполнен по мостовой схеме (со сложением мощностей).
Структурная схема ЛУ передатчика с ОМ приведена на рис.3, где ЦСвх – цепь согласования входа маломощного каскада МК с коаксиальным кабелем; ПК – промежуточный каскад; ЦСмд – цепь согласования ПК с мостом - делителем; МД – мост-делитель; АЭ – активный элемент (транзистор); МС – мост-сумматор; ЦСА – цепь согласования с антенной.


ВЫБОР ТРАНЗИСТОРОВ НА НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ


Мощные генераторные транзисторы на СВЧ используются по мощности не менее чем на 40-50% от максимального значения, так как при нарушении этого требования усиление транзистора и его КПД резко падают [1].
В справочниках указывают интервал рабочих частот, рекомендуемых для данного транзистора. Транзистор характеризуется граничной частотой 13 EMBED Equation.3 1415, при которой коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером равен 1. Нижняя рабочая частота обычно рекомендуется 20-30% от 13 EMBED Equation.3 1415, а верхняя близка к 13 EMBED Equation.3 1415 для схемы с общим эмиттером и ограничивается (2-3)13 EMBED Equation.3 1415 для схемы с общей базой. На нижней рабочей частоте указанного интервала максимальная выходная мощность приблизительно в два раза может превышать мощность на верхней рабочей частоте. Не желательно применять транзисторы, у которых нижняя частотная граница выше частоты, заданной при проектировании, так как в этом случае снижается надежность работы транзистора и увеличивается вероятность самовозбуждения.
Схема включения транзистора (общий эмиттер или общая база) определяется конструкцией корпуса транзистора. Если с корпусом соединен вывод эмиттера (например, как у транзисторов типа КТ907, КТ909), то транзистор включается по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Если с корпусом соединен вывод базы (примером могут быть транзисторы типа КТ918, КТ919), то транзистор включается по схеме с общей базой (ОБ). При изолированных от корпуса выводах транзистора включение последнего можно выполнить как по схеме с ОЭ, так и по схеме с ОБ. Обычно схема включения транзистора указывается в справочнике.
Параметры мощных высокочастотных транзисторов можно подразделить на следующие группы [2].
"Параметры идеализированных статических характеристик", где приводятся параметры транзистора на низких частотах13 EMBED Equation.3 1415: коэффициент усиления по току; сопротивления базы 13 EMBED Equation.3 1415, эмиттера 13 EMBED Equation.3 1415, коллектора13 EMBED Equation.3 1415, а также сопротивление насыщения
13 EMBED Equation.3 1415.
"Высокочастотные параметры", где приводятся параметры транзистора на высоких частотах: граничная частота 13 EMBED Equation.3 1415, емкости эмиттерного и коллекторного переходов и индуктивности выводов транзистора.
"Допустимые параметры". Здесь приводятся допустимые (импульсные) напряжения на коллекторном переходе, обратное напряжение на эмиттерном переходе и напряжение коллектор - эмиттер, допустимые постоянные составляющие токов базы и коллектора и допустимые импульсные значения этих токов, а также диапазон рабочих частот транзистора.
"Тепловые параметры", где приводятся максимально допустимая температура переходов транзистора и тепловое сопротивление перехода - корпус транзистора.
"Рабочие (энергетические) параметры" где указан типовой режим транзистора на верхней рабочей частоте; полезная мощность, КПД , коэффициент усиления мощности. Рабочие параметры получены экспериментально и являются усредненными для заданного транзистора. Эти параметры являются основными для выбора транзистора на начальном этапе проектирования.


3. СХЕМЫ ТРАНЗИСТОРНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ


Биполярный транзистор является инерционным и нелинейным активным элементом [1]. Инерционность транзистора обуславливается наличием емкостей эмиттерного и коллекторного переходов, а нелинейность - зависимостью емкостей переходов от приложенных напряжений. Кроме емкостей в диапазоне СВЧ следует учитывать индуктивности выводов транзистора.


Эквивалентная схема мощного биполярного транзистора на СВЧ при включении его по схеме с ОЭ приведена на рис.4. Здесь В,К,Е - соответственно выводы базы, коллектора и эмиттера транзистора; 13 EMBED Equation.3 1415- генератор гармонического тока возбуждения транзистора; 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415- индуктивности выводов базы, коллектора и эмиттера; 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415- сопротивления базы и эмиттера; 13 EMBED Equation.3 1415- сопротивление утечки коллекторного перехода; 13 EMBED Equation.3 1415- барьерная емкость закрытого эмиттерного перехода; 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415- активная и пассивная емкости закрытого коллекторного перехода; 13 EMBED Equation.3 1415-диффузионная емкость открытого эмиттерного перехода; 13 EMBED Equation.3 1415- сопротивление рекомбинации неосновных носителей в базе; 13 EMBED Equation.3 1415- напряжение отсечки тока транзистора; 13 EMBED Equation.3 1415- генератор тока в выходной цепи транзистора, отражающий его усилительные свойства. Ключи на схеме отражают два состояния транзистора. Если оба ключа замкнуты (напряжение на эмиттерном переходе больше, чем 13 EMBED Equation.3 1415), транзистор находится в активном состоянии (усилении колебаний). Если оба ключа разомкнуты (напряжение на переходи меньше, чем 13 EMBED Equation.3 1415), то транзистор находится в состоянии отcечки тока.


Схемы транзисторных генераторов с внешним возбуждением представлены на рис.5 – 8. На рис.5 представлена схема мощного каскада с 0Э при возбуждении от источника гармонического тока. Элементы 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415на схеме образуют цепь согласования на входе транзистора. Продольная индуктивность 13 EMBED Equation.3 1415совместно с индуктивностью вывода базы транзистора гармонизирует входной ток транзистора. Индуктивность 13 EMBED Equation.3 1415- блокировочная, предназначена для замыкания постоянной составляющей тока базы и создания цепи смешения на базе транзистора. Внешнего источника смещения не требуется, так как угол отсечки тока транзистора выбирается 90 градусов. Цепочка 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 фильтр в цепи коллекторного питания транзистора. 13 EMBED Equation.3 1415- разделительная емкость для предотвращения замыкания источника коллекторного питания. Элементы 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415- цепь согласования транзистора с сопротивлением антенны 13 EMBED Equation.3 1415, которая одновременно осуществляет подавление гармоник входного сигнала транзистора.
Схема, приведенная на рис. б, отличается от предыдущей тем, что транзистор включен по схеме с ОБ.
На рис.7 приведена схема маломощного ГВВ при возбуждении от источника гармонического напряжения. Элементы 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415образуют Г-образную цепочку согласования, емкость 13 EMBED Equation.3 1415 включена параллельно входу транзистора и гармонизирует входное напряжение.
На рис.8 изображена схема мостового усилителя, осуществляющего сложение мощностей двух транзисторов. П-образная цепочка 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415осуществляет согласование предоконечного каскада с мостом - делителем, выполненным на двух П-образных фазосдвигающих цепочках: 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, а также содержащая балластные сопротивления 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415. Индуктивности 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 блокировочные в цепях смещения транзисторов. Нагрузкой транзисторов является мост-сумматор на двух П-образных цепях 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415 и балластных сопротивлениях 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415. Для согласования моста-сумматора с нагрузкой передатчика 13 EMBED Equation.3 1415 служит цепочка 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415. Элементы 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415- фильтры в цепи питания транзисторов, емкости 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 - разделительные.


4. РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ


Исходными данными для расчета являются: выходная мощность13 EMBED Equation.3 1415, рабочая частота 13 EMBED Equation.3 1415 и температура среды.
В диапазоне СВЧ входное сопротивление мощного биполярного транзистора составляет единицы и доли ОМ. Входной ток транзистора приближается к гармоническому за счет подавления высших гармоник индуктивностью входного электрода. Применение во входной ЦС продольной индуктивности позволяет форму входного тока еще более приблизить к гармоническому. Приведенная ниже методика расчета справедлива для транзисторов с мощностью рассеяния более 0.3 Вт (полезная мощность свыше 1 Вт) [3].
При отсутствии выбранного транзистора в таблице c типовыми данными его параметры можно оценить по паспортным значениям:
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415- предельная частота ; 13 EMBED Equation.3 1415 - постоянная времени коллекторного перехода ; 13 EMBED Equation.3 1415- активная часть емкости коллекторного перехода; 13 EMBED Equation.3 1415- пассивная часть емкости коллекторного перехода ; 13 EMBED Equation.3 1415- сопротивление тела базы.
13 EMBED Equation.3 1415
Емкость эмиттерного перехода 13 EMBED Equation.3 1415 в 5 - 10 раз выше емкости 13 EMBED Equation.3 1415. Сопротивление коллектора 13 EMBED Equation.3 1415 близко к сопротивлению тела базы 13 EMBED Equation.3 1415, а сопротивление эмиттера 13 EMBED Equation.3 1415. Коэффициент усиления тока лежит в широких пределах 13 EMBED Equation.3 1415= (10 - 100) .
Если требуемая мощность близка к паспортной, то выбирается напряжение питания согласно типовому режиму. При недоиспользовании транзистора по мощности напряжение питания целесообразно уменьшить для увеличения надежности работы транзистора. Снижение напряжения питания вдвое приводит к уменьшению 13 EMBED Equation.3 1415 примерно на (6 - 15)% и увеличению емкости коллекторного перехода 13 EMBED Equation.3 1415 на (16 - 40)% . Крутизна линии граничного режима принимается равной

13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415- напряжение источника питания. Если при вычислении коэффициента использования транзистора по коллекторному напряжению подкоренное выражение получится отрицательным, то принять, что
13 EMBED Equation.3 1415 ,
где 13 EMBED Equation.3 1415- сопротивление насыщения транзистора.
Напряжение смещения в мощных каскадах принимается равным нулю. При этом угол отсечки близок к 90 град, что соответствует оптимальному соотношению между 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415, а схема входной цепи значительно упрощается.
Температуру корпуса транзистора с учетом перегрева радиатора относительно окружающей среды можно принять равной
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - температура среды.
Перейдем непосредственно к расчету генератора с внешним возбуждением (в формулах индуктивности выводов необходимо подставлять в нГ, емкости переходов - в пФ, частоты 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415- в МГц).

1. Коэффициент использования транзистора по коллекторному напряжению в граничном режиме:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415- мощность, развиваемая эквивалентным генератором тока на выходе транзистора.
В схеме с ОЭ за счет прямого прохождения части энергии со входа на выход:
13 EMBED Equation.3 1415,
В схеме с ОБ, наоборот, за счет положительной обратной связи часть энергии с выхода поступает на вход и:
13 EMBED Equation.3 1415,
2. Амплитуда напряжения эквивалентного генератора (ЭГ):
13 EMBED Equation.3 1415.
3. Амплитуда тока первой гармоники ЭГ:
13 EMBED Equation.3 1415.
4. Пиковое напряжение на коллекторе транзистора не должно превышать допустимое:
13 EMBED Equation.3 1415.
5. Сопротивление нагрузки ЗГ:
13 EMBED Equation.3 1415.
6. Крутизна по переходу:
13 EMBED Equation.3 1415,
где температуру перехода 13 EMBED Equation.3 1415 можно принять равной предельно допустимой, т.е. равной (120 - 150)°С для кремниевых транзисторов.
7. Сопротивление рекомбинации неосновных носителей:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415- статический коэффициент усиления тока в схеме с ОЭ.
8. Крутизна статической характеристики транзистора:
13 EMBED Equation.3 1415 ,
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415- сопротивления тела базы и эмиттера, соответственно.
9. Напряжение смещения на базе транзистора примем равным нулю: 13 EMBED Equation.3 1415. При этом угол отсечки 13 EMBED Equation.3 1415 импульса тока ЭГ близок к 90 град. Более точно угол отсечки 13 EMBED Equation.3 1415 находится как корень уравнения:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415- емкость эмиттерного перехода (в пФ); 13 EMBED Equation.3 1415 - граничная частота (в МГц); 13 EMBED Equation.3 1415- напряжение отсечки тока транзистора (для кремниевых транзисторов, равное 0.7в.); 13 EMBED Equation.3 1415- крутизна (в А/В).
Для решения уравнения на ЭВМ можно использовать, например, итерационный метод Ньютона–Рафсона:
13 EMBED Equation.3 1415,
где производная:
13 EMBED Equation.3 1415.
10. Затем находим коэффициенты разложения - для нулевой и первой гармонических составляющих 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415.
11. Пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе:
13 EMBED Equation.3 1415.

Далее рассчитываем комплексные амплитуды токов и напряжений первых гармонических составляющих (комплексные амплитуды обозначены жирным шрифтом).
12. Управляющий ток:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415- время пролета неосновных носителей.
13. Ток эмиттера:
13 EMBED Equation.3 1415.
14. Напряжение на сопротивлении 13 EMBED Equation.3 1415 с учетом индуктивности 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415.
15. Первая гармоника напряжения, на переходе:
13 EMBED Equation.3 1415.
16. Напряжение на 13 EMBED Equation.3 1415- активной емкости коллекторного перехода:
13 EMBED Equation.3 1415.

17. Ток через емкость 13 EMBED Equation.3 1415равен:
13 EMBED Equation.3 1415.
18. Ток через сопротивление 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415.
19. Напряжение на 13 EMBED Equation.3 1415 равно:
13 EMBED Equation.3 1415.
20. Напряжение на 13 EMBED Equation.3 1415- пассивной емкости коллекторного перехода:
13 EMBED Equation.3 1415.
21. Ток через 13 EMBED Equation.3 1415 равен:
13 EMBED Equation.3 1415.
22. Ток источника возбуждения транзистора:
13 EMBED Equation.3 1415
23. Напряжение на индуктивности вывода базы:
13 EMBED Equation.3 1415
24. Напряжение возбуждения транзистора:
13 EMBED Equation.3 1415
25. Первая гармоника тока коллектора:
13 EMBED Equation.3 1415
26. Амплитуда напряжения на нагрузке для схемы с ОЭ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
для схемы с ОБ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
27. Входное сопротивление для первой гармоники в схеме с ОЭ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
для схемы с ОБ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

При проектировании целей согласования иногда требуется параллельный эквивалент входа транзистора (например, для цепи согласования П–типа). Для этого находим входную проводимость:
13 EMBED Equation.3 1415
28. Мощность возбуждения для схемы с ОЭ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
для схемы с ОБ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

29. Мощность в нагрузке для схемы с ОЭ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
для схемы с ОБ:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

30. Постоянная составляющая тока коллектора:
13 EMBED Equation.3 1415
31. Потребляемая мощность:
13 EMBED Equation.3 1415
32. Коэффициент полезного действия:
13 EMBED Equation.3 1415
33. Коэффициент усиления по мощности:
13 EMBED Equation.3 1415
34. Допустимая мощность рассеяния транзистора:
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415 - допустимая температура коллекторного перехода; 13 EMBED Equation.3 1415 - тепловое сопротивление переход – корпус транзистора 13 EMBED Equation.3 1415.
35. Мощность, рассеиваемая транзистором, не должна превышать допустимую:
13 EMBED Equation.3 1415
36. Сопротивление нагрузки на внешних выводах транзистора:
13 EMBED Equation.3 1415
Если в результате расчета для схемы с ОЭ, коэффициент усиления мощности отличается от типового в пределах ±20%, то параметры эквивалентной схемы были оценены правильно.

5. РАСЧЕТ МОСТОВОГО УСИЛИТЕЛЯ


Мостовой усилитель состоит из моста – делителя, активных элементов – транзисторов и моста – сумматора. Исходными данными при расчете усилителя являются сопротивление нагрузки моста – сумматора 13 EMBED Equation.3 1415,которой может быть, например, антенна передатчика, полевая мощность 13 EMBED Equation.3 1415 и частота f или диапазон частот.
Рассмотрим расчет мостового усилителя для фиксированной частоты [2]. Мощность на входе моста – сумматора
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415 = (0.70.8) – КПД моста, учитывающий потери в мостовой схеме и цепи согласования с антенной.
Затем подбирается тип транзистора, исходя из 13 EMBED Equation.3 1415 и числа активных элементов – транзисторов n. Полевая мощность на выходе одного транзистора равна
13 EMBED Equation.3 1415
После этого можно перейти к расчету режима транзистора (см. разд. 4). В результате расчета получаем нагрузочное сопротивление транзистора 13 EMBED Equation.3 1415.
Рассмотрим пример расчета моста – сумматора на фазовращателях, выполненных на П–образных L,C цепочках. Схема мостового усилителя для двух транзисторов приведена на рис.8. Элементы моста–сумматора: П–цепочки L4,C7,C8 ; L5,C9,C10 и балластные сопротивления RB3 и RB4).
Выходное сопротивление моста 13 EMBED Equation.3 1415 примем равным 13 EMBED Equation.3 1415. Тогда для n транзисторов параметр моста X равен:
13 EMBED Equation.3 1415
Соответственно индуктивность и емкости моста находятся на соотношении
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
а балластные резисторы, соединенные n – лучевой звездой, равны:
RB=RH
Согласование выходного сопротивления моста 13 EMBED Equation.3 1415 с потребителем 13 EMBED Equation.3 1415 осуществляется с помощью дополнительного трансформатора на П–образной цепочке L6,C11,C12 (см. рис.8).
При отсутствии необходимости в дополнительном согласовании (случай, когда 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415), параметры моста – сумматора рассчитываются следующим образом. Балластное сопротивление:
13 EMBED Equation.3 1415
а параметр X равен:
13 EMBED Equation.3 1415


При этом условие физической реализуемости:
13 EMBED Equation.3 1415
Мост – делитель рассчитывается аналогично, исходя из полученного в результате расчета входного сопротивления транзистора для первой гармонической составляющей 13 EMBED Equation.3 1415. В расчетных формулах везде заменяется 13 EMBED Equation.3 1415 на 13 EMBED Equation.3 1415.
Входное сопротивление моста 13 EMBED Equation.3 1415 равно также 13 EMBED Equation.3 1415. Дополнительный трансформатор L1,C1,C2 (рис.8) согласует выходное сопротивление предоконченного каскада со входным сопротивлением моста.


6. РАБОТА С ПАКЕТОМ ПРОГРАММ ДЛЯ РАСЧЕТА ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ


Расчет транзисторного генератора с внешним возбуждением можно выполнить с помощью пакета программ, разработанных специально для решения данной задачи на языке Турбопаскаль, версия 6.0. Предполагается, что студенты знакомы с основами программирования на Турбопаскале 6.0.
Пакет включает следующие файлы:
1. Catalog.txt – библиотечный каталог транзисторов с основными рабочими параметрами.
2. Param.txt – полный набор параметров транзисторов имющихся в каталоге.
3. Complex.pas – программа, обеспечивающая операции с комплексными числами на Турбопаскале.
4. Gww.pas – основная программа для расчета режима транзистора.
Работу с пакетом необходимо начать следующим образом.
Загрузить основной модуль Турбопаскаль 6.0 – turbo.exe. При этом автоматически загружается программа Gww.pas, написанная в диалоговом режиме.
Нажав одновременно клавиши Ctrl и F9, поставить программу на выполнение.
На вопрос “введите каталог” нужно ответить “y”. При этом появится каталог транзисторов с основными рабочими параметрами:
рабочая частота, мощность, коэффициент усиления мощности, КПД, напряженного питания, схема включения.
Просмотр каталога с помощью клавиши ENTER позволяет выбрать необходимый транзистор. Затем, при необходимости повторного ввода каталога, на запрос “повтор ввода” нужно ответить ”y”. Если же каталог больше не нужен, то нужно нажать ENTER.
Если транзистор выбран, то введите его тип (латинским прописным шрифтом). например, 2t913a, 2t913b, 2t913B, и т.д..
Затем вводятся исходные данные для расчета:
Схема включения (ое или ob): латинскими буквами, например, oe;
полевая мощность, рабочая частота.
На подтверждение, что параметры транзистора находятся в банке данных, нужно ответить ”y”. При этом появится вся совокупность параметров транзистора. После этого необходимо переписать их себе и ввести параметры в программу расчета режима транзистора. Для этого на приглашение «ввод параметров о клавиатуры» нужно ответить "y" и последовательно вводить параметры в соответствия с запросами, поступающими от ЭВМ. При этом возможна коррекция (изменение) параметров. После ввода параметров появится сообщение «проверить входные данные». Если при проверке ошибки ввода не обнаружены, нажмите "y" и начнется выполнение программы.
На все остановки программы при вводе и вычислении для продолжения нужно отвечать ENTER.
Результаты вычисления необходимо последовательно переписывать, при этом нужно учитывать, что комплексные величины содержат вещественную и мнимую части.
Если в результате расчета мощность в нагрузке получилась меньше заданной, то необходимо увеличить расчетную мощность и повторить вычисления. Если результаты расчета не соответствуют допустимым параметрам транзистора или возникли какие-то другие непредвиденные трудности, то необходимо скорректировать исходные данные и параметры транзистора.


7. ПРИМЕНЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ УЗКОПОЛОСНЫХ ЦЕПЕЙ СОГЛАСОВАНИЯ


Между потребителем энергии высокочастотных колебаний и выходным электродом активного (АЭ) включается четырехполюсник из реактивных элементов, называемый цепью согласования (ЦС), который должен обеспечивать следующее.
1. Трансформацию активной составляющей сопротивления потребителя 13 EMBED Equation.3 1415 в требуемое для работы АЭ в выбранном режиме сопротивление нагрузки 13 EMBED Equation.3 1415. Сопротивление должно трансформироваться в полосе частот, определяемой шириной спектра передаваемого колебания или диапазоном перестройки передатчика.
2. Необходимую форму тока в сопротивлении потребителя. В оконченном каскаде передатчика выходная колебательная система подключена к линейному сопротивлению потребителя (фидеру или антенне), ток в котором должен быть гармоническим. Рассеиваемая на сопротивлении мощность побочных колебаний, обусловленных высшими гармониками импульсов выходного тока АЭ, определена соответствующими нормами и не может быть превышена. В межкаскадных цепях согласования потребителем является нелинейное входное сопротивление последующего каскада, энергетические характеристики которого при работе в недонапряженном или критическом режимах будут определяться формой его выходного тока, а значит, и входного. Поэтому для гармонического входного тока АЭ необходимо иметь ЦС с высоким выходным сопротивлением для токов высших гармоник.
3. Форму напряжения на выходном электроде АЭ в соответствии с выбранным режимом работы. Для генераторов, работающих в критическом и недонапряженном режимах для обеспечения гармонического напряжения на выходном электроде активного элемента ЦС должна начинаться с емкости 13 EMBED Equation.3 1415 , значение которой выбирается на соотношении:
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415выходная ёмкость АЭ; f- рабочая частота. Наличие 13 EMBED Equation.3 1415обеспечивает замыкание высших гармоник выходного тока АЭ.
4. Малые потери в элементах ЦС которые характеризуются коэффициентом полезного действия (КПД) ЦС 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 мощности, рассеиваемые на активных составляющих сопротивления потребителей 13 EMBED Equation.3 1415 и нагрузки АЭ 13 EMBED Equation.3 1415. В оконечном каскаде 13 EMBED Equation.3 1415 стараются получить максимально возможным. В межкаскадных ЦС 13 EMBED Equation.3 1415 может быть существенно ниже и определятся, например, исходя из устойчивости работы каскада 13 EMBED Equation.3 1415
5. Возможность перестройки и регулировки параметров ЦС при смене рабочей частоты или изменении параметров ЦС или АЭ.
Узкополосные цепи согласования обеспечивают перекрытие по частоте, принимаемый как отношение верхней и нижней рабочих частот 13 EMBED Equation.3 1415 не более 1,2. Они одновременно с фильтрами высших гармоник выполняют и трансформацию сопротивлений. Здесь рассматриваются только простейшие ЦС, действие которых сводится к трансформации сопротивления 13 EMBED Equation.3 1415 в 13 EMBED Equation.3 1415 и обеспечению необходимой формы тока в сопротивлении потребителя и напряжения на нагрузке. Однако при сравнении различных вариантов схем можно определить их фильтрующие свойства и КПД. Простейшие из них могут быть представлены в виде Г,Т и П цепей (рис.9). П и Т цепи могут быть представлены в виде последовательно соединённых Г цепей. Для таких цепей при смене рабочей частоты должна быть предусмотрена перестройка 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415 элементов.
В табл. 1 [2.5] представленные расчётные соотношения для определения индуктивностей и ёмкостей ЦС при условии отсутствия в них потерь. Коэффициент полезного действия ЦС учитывает только потери в индуктивностях, определяемых их собственной добротностью 13 EMBED Equation.3 1415.
Если 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 отличаются друг от друга более чем на порядок, то необходимо последовательно включить две ЦС, причем промежуточное значение трансформируемого сопротивления 13 EMBED Equation.3 1415 определяется как среднее геометрическое 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415.



Расчётные соотношения для определения основных параметров узкополосный цепей согласования.
Таблица 1.
N схемы
Расчётные формулы

· ЦС

1
13 EMBED Equation.3 1415 ; Rн>Rп
13 EMBED Equation.3 1415 13 QUOTE 1415

13 EMBED Equation.3 141513 QUOTE 1415

2
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ro> Rн ; Ro> Rп ; Rп> Rн
13 QUOTE 1415 13 EMBED Equation.3 141513 QUOTE 1415

3
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ro
13 EMBED Equation.3 1415

4
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415
Rн> Rп
13 EMBED Equation.3 1415

5
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ro> Rн > Rп
13 EMBED Equation.3 1415

6
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415
Ro13 EMBED Equation.3 1415




Для расчёта параметров П и Т цепей, которые представляются последовательным соединением Г цепей, задаётся значение сопротивления 13 EMBED Equation.3 1415 в соответствии с указанными в табл. 1 неравенствами. Для обеспечения хороших фильтрующих свойств при высоких значениях КПД ЦС 13 EMBED Equation.3 1415 принимают в 3-5 раз больше наибольшего из 13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415 для использования ЦС Т типа. Для П ЦС противоположные соотношения должны быть выдержаны для наименьшего из 13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415.
При расчёте параметров симметричных П и Т цепей у которых 13 EMBED Equation.3 1415, задают 13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415, соответственно. Эти цепи обладают свойством обратной трансформации сопротивлений 13 EMBED Equation.3 1415 и обеспечивают сдвиг фаз 13 EMBED Equation.3 1415при любом активном сопротивлении потребителя. Они применяются в мостовых схемах сложения и деления для мостовых усилителей, выполняя функции ЦС и фазовращателей.
Обычно в продольных ветвях включают индуктивности, а в поперечных емкости. Такая топология аналогичная фильтрам нижних частот, обеспечивает наилучшую фильтрацию высших гармоник и возможность учёта индуктивностей выводов и межэлектродных ёмкостей в соответствующих реактивных элементах ЦС.
С увеличением числа реактивных элементов улучшается фильтрующие свойства ЦС, но вместе с тем уменьшается КПД. Для обеспечения выполнения требований существующих норм на уровни внеполосных излучений достаточно результирующее число 13 EMBED Equation.3 1415 элементов в выходных колебательных системах 4...7.
Режим с гармоническим напряжением на выходе АЭ обеспечивается при наличии в ЦС ёмкости 13 EMBED Equation.3 1415, удовлетворяющей условию (1). Это может быть реализовано в схемах 1, 3 и 6. Если требуется гармоническое напряжение на выходе ЦС, то она должна заканчивается поперечной ёмкостью. Например, на выходе и входе схем 3 и 6 получаются близкие к гармоническим напряжения на выходе ЦС. Данные схемы используются в выходных колебательных системах и в ЦС маломощных транзисторных каскадов. Включение последовательного колебательного контура в индуктивную ветвь П образной ЦС и позволяет улучшить фильтрацию высших гармоник , как это сделано в схеме 6. На рис.5, 6, 10 показаны примеры использования П и Г ЦС. При возбуждении АЭ гармоническим током последним элементов должна быть продольная индуктивность. Схемы 1 и 5 обеспечивают данный режим работы, при этом напряжение на ёмкости 13 EMBED Equation.3 1415 так же будет близким к гармоническому. Эти схемы применяются для межкаскадной связи в мощных (более1Вт) каскадах передатчиков на биполярных транзисторах. Пример использования Г ЦС по схеме 1 во входном каскаде показана на Рис. 5, 6.
Г цепь согласования по схеме 4 используется для межкаскадных связей, причем в качестве дросселя в параллельной схеме питания выбирают 13
·EMBED Equation.3 1415 а значение ёмкости разделительного конденсатора принимают равной 13 EMBED Equation.3 1415(рис. 11). На рис.12 показано применение ЦС по схеме 5. Здесь в величине индуктивности 13 EMBED Equation.3 1415 необходимо учесть реактивную составляющую входного сопротивления транзистора, а с помощью построечных конденсаторов 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 можно изменять коэффициент трансформации сопротивления.
Расчетные значения элементов ЦС соответствуют реально устанавливаемым, если влияние индуктивностей выводов транзистора и выходными емкостями можно пренебречь. В противном случае необходимо учитывать их влияние на элементы ЦС. Чтобы ЦС была наиболее простой, целесообразно в качестве ее элементов использовать реактивные сопротивления АЭ.
Для расчёта входной согласующий цепи мощного усилителя на биполярном транзисторе его входное сопротивление необходимо представить в виде последовательного эквивалента 13 EMBED Equation.3 1415, как это показано на рис.13. Тогда в расчётах принимается 13 EMBED Equation.3 1415, а реактивная составляющая входного сопротивления 13 EMBED Equation.3 1415 учитывается в значении продольной индуктивности. Если 13 EMBED Equation.3 1415, то индуктивность уменьшается на 13 EMBED Equation.3 1415, при 13 EMBED Equation.3 1415 увеличивается на тоже значение.
Маломощный каскад на биполярном транзисторе возбуждается гармоническим напряжение и поэтому ЦС должна заканчивается поперечной емкостью. Здесь входная цепь транзистора эквивалентна параллельно включённым проводимостям 13 EMBED Equation.3 1415, и в расчётах принимают 13 EMBED Equation.3 1415, а значение поперечной ёмкости 13 EMBED Equation.3 1415 корректируется с учетом 13 EMBED Equation.3 1415.
Эквивалентная схема вывода коллектора транзистора представляет собой Г ЦС по схеме 1, как показано на рис.14. При расчёте значений элементов ЦС её представляют в виде двух последовательно включённых ЦС причем в одну из них входит 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 ёмкость коллекторного перехода и индуктивность выхода коллектора транзистора соответственно. При этом расчётное значение сопротивления нагрузки 13 EMBED Equation.3 1415 сначала трансформируется в промежуточное значение 13 EMBED Equation.3 1415, а затем второй ЦС - в 13 EMBED Equation.3 1415. Значение 13 EMBED Equation.3 1415 должно удовлетворять перечисленным ранее условиям. Возможно несколько вариантов учета выходной емкости и индуктивности вывода коллектора транзистора.
В первом - параллельно выводам коллектора включаются проводимости: активная - 13 EMBED Equation.3 1415 и реактивная - 13 EMBED Equation.3 1415 (рис.14). Проводимость 13 EMBED Equation.3 1415 образована трансформацией 13 EMBED Equation.3 1415 к выводу коллектора дополнительной ЦС. Реактивная проводимость является внешней и подключается параллельно выводу коллектора. Величины проводимостей определяются выражениями
13 QUOTE 13 QUOTE 1415 1413 EMBED Equation.3 141515; 13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - расчетное значение проводимости нагрузки эквивалентного генератора в схеме замещения транзистора [1]; 13 QUOTE 13 QUOTE 1415 14 13 EMBED Equation.3 1415 15 - круговая частота.
Если 13 EMBED Equation.3 1415, что свидетельствует о ее индуктивном характере, то в качестве индуктивности удобно использовать дроссель параллельной схемы питания транзистора с номиналом 13 EMBED Equation.3 1415. В противном случае устанавливается дополнительная емкость соответствующего значения.
Во втором варианте элементами Г ЦС являются 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, а дополнительная реактивность включается последовательно с выводом коллектора. В этом случае в расчетных соотношениях для определения значений элементов Г ЦС достаточно положить 13 EMBED Equation.3 1415 а при определении 13 EMBED Equation.3 1415 учесть 13 EMBED Equation.3 1415. Третий вариант предполагает, что элементами П ЦС являются 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415. Тогда при задании 13 EMBED Equation.3 1415 учитывают величину:
13 EMBED Equation.3 1415
При этом в качестве 13 EMBED Equation.3 1415 выбирают13 EMBED Equation.3 1415, а в значении 13 EMBED Equation.3 1415 учитывается значение индуктивности вывода коллектора 13 EMBED Equation.3 1415. Величину 13 EMBED Equation.3 1415 в расчетах по табл.1 принимают равной:
13 EMBED Equation.3 1415.
На высоких частотах расчетное значение индуктивности может оказаться меньшим конструктивно выполнимой (~10 нГн). Тогда ее значение увеличивают до реализуемого (2030 нГн), а дополнительное значение компенсируют последовательно включенной емкость 13 EMBED Equation.3 1415. Кроме того, включение дополнительной индуктивности улучшает фильтрацию высших гармоник ЦС, как это осуществлено в схеме 6. В небольших пределах увеличить значения индуктивностей можно усилением неравенств при выборе 13 EMBED Equation.3 1415. Однако увеличение индуктивностей связано со снижением КПД ЦС и уменьшением ширины частотного диапазона.


8. ФИЛЬТРАЦИЯ ВЫСШИХ ГАРМОНИК


Современные требования к допустимому уровню побочных излучений (ПИ) радиопередающего устройства достаточно жестки и регламентируются с 01.01.86 документом "Общесоюзные нормы на побочные излучения радиопередающих устройств гражданского назначения (Нормы 18-86) [7,83]. Указанными нормами полоса нормируемых частот, подлежащая контролю на уровни побочных излучений, расширена до 17,7 ГГц, установлены новые методы контроля и измерения уровней побочных излучений, уточнены требования к измерительной аппаратуре по отношению к ранее существующим документам.
Вследствие импульсного характера тока активных элементов в спектре выходного сигнала присутствуют высшие гармоники основной частоты, которые вызывают побочное излучение и могут создавать помехи другим линиям связи. Более общее определение побочного излучения и сопутствующих терминов дано в Нормах 18-85.
Уровень любого побочного колебания не должен превышать абсолютного и относительного значений, указанных в табл. 2 [7,83]. Наиболее эффективным методом снижения ПИ является применение выходных колебательных систем обеспечивающих эффективное снижение проникновения токов высших гармоник в фидерный тракт. Относительный уровень побочных колебаний в фидерном тракте передатчика
13 EMBED Equation.3 1415, (2)
где 13 EMBED Equation.3 1415 - проходящая мощность на частоте n-ой гармоники рабочей частоты; 13 EMBED Equation.3 1415- на рабочей частоте. При малых потерях в ЦС выражение под знаком логарифма может быть рассчитано по формуле:
13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515, (3)

где 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 и 13 EMBED Equation.3 141513 QUOTE 1415 - амплитуды выходных токов активного элемента для n-ой и 1-ой гармоник; 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 и 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 - активные составляющие входного сопротивления ЦС нагруженной на 13 EMBED Equation.3 1415 на частоте n-ой и 1-ой гармоник.
Отношение токов 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 определяется отношением соответствующих коэффициентов Берга.
13 EMBED Equation.3 1415 (4)
где 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 – высокочастотный угол отсечки.
Значение выражения 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 определяется только свойствами ЦС и сопротивлением потребителя и называется коэффициентом фильтрации 13 QUOTE 1415 на частоте n-ой гармоники.
Если 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – значения реактивных проводимостей ЦС как четырехполюсника на частоте n-ой гармоники, а 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 - вещественная составляющая проводимости потребителя на той же частоте, то 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 определяется выражением:

13 QUOTE 1415 13 EMBED Equation.3 1415 (5)
где 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 а мнимая составляющая проводимости потребителя 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 учтена в 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515. Используя выражения (2) – (5) легко определить относительное и абсолютное значения уровней ПИ для частот выбранных гармоник. Необходимые для вычислений значения проводимостей 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 различных узкополосных цепей согласования определяются по формулам табл.3.

Нормы на уровни побочных излучения регламента радиосвязи
Таблица 2
Полоса частот и средняя мощность радиопередатчиков
Нормируемые уровни побочных колебаний для всех передатчиков, установленных после 01.01.1994.

9 кГц30МГц
50 кВт и менее
Более 50 кВт






30235 МГц
25 Вт и менее
Более 25 Вт
235960 МГц
25 Вт и менее
Более 25 Вт
960 МГц17,7 ГГц
10 Вт и менее
Более 10 Вт

-40 дБ; 50 мВт
-60 дБ; 50 мВт
Для переносных передатчиков со средней мощностью менее 5 Вт уровень ПИ должен составлять не более -30дБ, а для подвижных мощность ПИ не должна превышать 200 мВт.

-40 дБ; 25 мВт
-60 дБ; 1 мВт

-40 дБ; 25 мВт
-60 дБ; 20 мВт

100 мкВт
-50 дБ; 100 мВт


Примечания:

1) Нормы 18-85 распространяются на все передатчики за исключением радиопередатчиков, установленных на станциях спасательных средств, радиоопределения и аварийных станциях воздушной и морской подвижных служб.
2) Некоторые нормы могут быть ужесточены в зависимости от наличия помех, попадающих в международные каналы морской службы, в каналы радиоастрономической и космических служб, спутниковой связи и др. с учетом географического расположения указанных станций.

Расчетные соотношения для определения проводимостей 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 узкополосных цепей согласования:
Таблица 3

схемы
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

1
13 EMBED Equation.3 1415
0
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

2
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

3
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

4
13 EMBED Equation.3 1415
0
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

5
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

6
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



9. РАСЧЕТ УЗКОПОЛОСНЫХ ЦЕПЕЙ СОГЛАСОВАНИЯ НА ЭВМ


Расчет узкополосных ЦС выполняется в следующей последовательности:
1) В зависимости от места ЦС в структурной схеме передатчика составляют ее схему с учетом изложенных выше рекомендаций.
2) По расчетным соотношениям (табл.2) определяются значения LC элементов. Если возникает необходимость учета реактивных составляющих сопротивлений АЭ, то корректируются значения параметров ЦС.
3) Для выходной колебательной системы с использованием соотношений табл.3 находится уровень побочных излучений на частотах 2-й и 3-й гармоник.
Это значение должно быть в 1,52 раза меньше требуемого по табл.2. При невыполнении этого требования усиливают степень неравенства в выборе 13 EMBED Equation.3 141513 QUOTE 1415 для схем 2,3 и 6 или увеличивают число реактивных элементов в фильтре, добавляя Г либо П цепочку.
4) Для правильного выбора типов конденсаторов и конструирования катушек индуктивности необходимо знать токи, напряжения и реактивные мощности, действующие в них. Для схемы 1 напряжения на сопротивлениях потребителя 13 EMBED Equation.3 1415 и нагрузки 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 определяются их значениями и колебательной мощностью первой гармоники 13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515:
13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 13 EMBED Equation.3 1415
13 QUOTE 1415
Токи, напряжения и реактивные мощности на 13 QUOTE 1415 и 13 QUOTE 1415 находятся из очевидных соотношений:

13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415,

13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415.

Для П-образной ЦС ток через 13 EMBED Equation.3 1415 определяется суммой токов, протекающих через 13 EMBED Equation.3 1415 и13 EMBED Equation.3 1415:
13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515
Используя аналогичные рассуждения и представление более сложных ЦС в виде последовательного включения Г-образных ЦС можно найти токи, напряжения и реактивные мощности, действующие в LC элементах.
5) Для реализации ЦС необходимо выбрать типы конденсаторов в соответствии с назначением, диапазоном частот, реактивной мощностью и максимальным напряжением [9] и определить конструктивные характеристики катушек индуктивности [2,10] . LC элементы ЦС реализуются либо в виде сосредоточенных элементов, либо на частотах свыше 100 МГц на отрезках длинных линий.
Для проведения расчетов по табл.1.3 было разработано программное обеспечение, реализованное в среде SUPERCALC-4 [11]. Эта среда представляет собой табличный процессор, клетки, таблицы которого заполняются по мере ввода значений исходных данных. Обозначения граф электронной таблицы соответствуют принятым в тексте названиям схем и значений в формулах.
Исходными данными для расчета являются: 13 EMBED Equation.3 1415– сопротивление нагрузки АЭ; 13 EMBED Equation.3 1415– сопротивление потребителя на частоте основного колебания; 13 EMBED Equation.3 1415 – промежуточное значение сопротивления, выбираемого пользователем в соответствии с изложенными выше рекомендациями;
f – частота несущего колебания; n – номер гармоники, для которого вычисляется коэффициент фильтрации; h – параметр, определяющий увеличение индуктивности в схеме 6 (при h=0 схема 6 эквивалентна схеме 3).
При определении коэффициента фильтрации полагалось, что активная составляющая проводимости потребителя не изменяется с номером гармоники.
Ввод исходных данных производится в выделенную цветом клетку таблицы, причем данные предварительно заносятся во вторую снизу строку (строка ENTRY) и после нажатия клавиши ENTER переписываются в заданную клетку. Клавишами управления курсора можно изменить положение выделенной клетки, а значит и вид вводимой информации. По мере ввода исходных данных выполняются расчеты в клетках нижней части таблицы одновременно для всех описанных выше схем ЦС.


10. ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА В РАДИОПЕРЕДАТЧИКАХ НА ТРАНЗИСТОРАХ


Мощные биполярные и полевые транзисторы не обладают значительным запасом надежности по максимальным параметрам. Относительно небольшое превышение максимально допустимых параметров приводит к пробою p-n переходов и, как следствие, к отказу усилителя мощности РПУ. Полагая, что все меры повышения устойчивости работы передатчика приняты, рассмотрим другие причины, приводящие к нарушению нормальной работы мощных транзисторов в выходных каскадах РПУ, из которых выделим четыре.
1. Все цепи питания коллекторных цепей и цепей смещения в базах транзисторов по постоянному току должны осуществляться от стабилизированных источников. Несоблюдение этого условия вызовет увеличение коэффициента гармоник в выходном сигнале и существенные искажения формы выходного сигнала. Как правило, подобные стабилизаторы напряжения смещения строятся на базе генераторов стабильного тока, а более мощные используют интегральные стабилизаторы напряжения, например, типа ЕН. Последние имеют цепи защиты стабилизаторов от превышения выходного напряжения и потребляемого тока, однако быстродействия этих цепей не всегда достаточно для надежной защиты мощных выходных транзисторов. Транзисторные РПУ обычно имеют светодиодную индикацию нормального режима передачи, режима перегрузки и аварийного режима, при котором питание мощных коллекторных цепей и РПУ в целом может быть отклонено.
2. Увеличение температуры p-n перехода вызывает увеличение тока основных носителей, изменение рабочего режима как перехода эмиттер – база, так и перехода эмиттер – коллектор. Введение стабилизирующей температурный режим отрицательной обратной связи по постоянному току в цепь эмиттера затрудняет в некоторых случаях охлаждение корпуса транзистора, а в других - приводит к конструктивным трудностям при использовании блокирующих цепь эмиттера емкостей. Тем не менее, небольшие по номиналу резисторы, повышающие температурную стабильность работы транзисторов, включаются в цепь эмиттеров мощных выходных транзисторов. Величина сопротивлений резисторов 0,53 Ом, шунтирующие емкости выбираются, исходя из значения нижней граничной частоты рабочего диапазона.
Охлаждение корпуса мощных транзисторов обычно осуществляется радиаторами. Если охлаждения конвекционным потоком воздуха оказывается недостаточно, включают вентилятор, увеличивающий отвод тепла. Датчиком температуры радиатора может являться прямой ток p-n перехода диода, закрепленного на радиаторе. Если ток диода превысит определенное значение, т.е. температура радиатора и выходных транзисторов стала опасно высокой, включается вентилятор принудительного охлаждения, а затем, если продолжается повышение температуры радиатора, выключается источник питания РПУ. Это процесс индицируется световым сигналом «перегрев». Причины перегрева РПУ должны быть выяснены и устранены.
Некоторые типы мощных транзисторов имеют диод - датчик температуры, встроенный в конструкцию транзистора, который в этом случае имеет дополнительный вывод.
3. Возрастание уровня входного сигнала изменяет режим работы всех каскадов транзисторного РПУ. Опасны предельные режимы - отсутствие напряжения возбуждения при углах отсечки выходного тока, равных или больших 90°, и превышение величины выходного тока допустимого значения. В первом случае возникающие переходные процессы могут вызвать броски напряжения на коллекторном переходе, превышающие предельно допустимое значение, и тем самым вывести мощные транзисторы из строя. Кроме того, длительное отсутствие напряжения возбуждения приводит к разогреву p-n переходов за счет токов покоя, что снижает величину пробивного напряжения коллекторного перехода. Поэтому цепи смещения мощных транзисторов рекомендуется выполнять в соответствии с рис.14, где мощный транзистор запирается в отсутствии входного сигнала. При появлении входного сигнала смещения за счет постоянной составляющей тока эмиттера становится отпирающим, и транзистор оказывается в номинальном рабочем режиме. Конечное время установления номинального режима устраняет бросок коллекторного напряжения. Постоянная составляющая тока коллектора при отсутствии входного напряжения не протекает. Аналогичные схемы можно использовать и для схем включения транзисторов с ОЭ. Однако, подобные схемы смещения не исключают перегрузок выходных транзисторов при увеличении амплитуды входного сигнала выше расчетного значения. На практике широко используют схемы автоматической регулировки уровня выходного сигнала (ALC). Схема ALC является пороговым устройством, которое одновременно дает возможность регулировать уровень выходной мощности РПУ при изменении порога срабатывания. Один из вариантов схемы приведен на рис.15. В качестве управляемого элемента используется двухзатворный полевой транзистор, например, КП - 350 Б. Предполагается, что усилитель мощности трехкаскадный, причем выходная цепь мощных транзисторов содержит дополнительную обмотку, напряжение на которой пропорционально выходной мощности. Высокочастотное напряжение выпрямляется диодом КД1 сглаживается фильтром 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 и накладывается на постоянное пороговое напряжение на регистре 13 EMBED Equation.3 1415. Пороговое напряжение регулируется резистором 13 EMBED Equation.3 1415, изменяя таким образом коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе. Опорный стабилитрон 13 EMBED Equation.3 1415 определяет максимальный коэффициент усиления первого каскада. Другой пример построения схемы автоматической регулировки уровня выходного сигнала приведен в (14), с.231. Эта схема регулирования поддерживает постоянный выходной уровень сигнала в широком диапазоне изменений температуры транзисторного РПУ.


4. В мощных ВЧ и СВЧ РПУ на транзисторах очень важным параметром является степень согласования выходного каскада с нагрузкой. Поэтому для контроля и измерения степени согласования выходных цепей РПУ с нагрузкой применяют направленные ответвители. Принцип действия направленных ответвителей и их практическое выполнение достаточно подробно изложено в [13, с.350]. Направленный ответвитель дает информацию как об амплитуде напряжения падающей на нагрузку волны, что необходимо для работы схемы автоматической регулировки уровня выходного сигнала, так и информацию об амплитуде напряжения отраженной от нагрузки волны, которая используется в схемах автоматической настройки целей согласования с нагрузкой. Полное входное сопротивление антенны является комплексным и отличается от волнового сопротивления питающего кабеля (например, 50 Ом), которое и является нагрузкой выходного транзисторного каскада РПУ. Даже при небольшом рассогласовании с нагрузкой режимы выходных транзисторов меняются очень резко, вызывая опасность перегрева p-n переходов и перегрузок по напряжению в коллекторных цепях. Особенно опасны режимы короткого замыкания нагрузки и холостого хода, т.е. отсутствие нагрузки (обрыв антенны). Самым надежным способом защиты транзисторных РПУ является создание системы автоматической настройки выходной согласующей цепи, работающей совместно с цепями автоматической регулировки уровня выходного сигнала и схемами защиты по источникам питания. Датчиком для работы автоматической системы настройки цепей согласования с нагрузкой является направленный ответвитель – СВЧ -устройство на выходе РПУ, дающее информацию об амплитудах падающей (прямой) и отраженной (обратной) от нагрузки волн. Если амплитуда отраженной волны превышает определенный уровень, то пороговое устройство, построенное на базе дифференциального усилителя, реагирует на отраженную волну и создает управляющее напряжение, которое уменьшает коэффициент усиления предварительных каскадов до значения, при котором не будут превышены безопасные для выходных каскадов амплитуды токов и напряжений. Практическая реализация одной из схем защиты транзисторного РПУ от рассогласования с нагрузкой рассмотрена в литературе [14, с.233]
Современные мощные ВЧ, СВЧ радиопередатчики для повышения надежности работы содержат цепи автоматической настройки выходной схемы, автоматическую регулировку выходной мощности, совмещенной с ручной регулировкой выходной мощности, разнообразные цепи защиты, как по источникам питания, так и по цепям регулировок, Значительное усложнение схем РПУ за счет программируемых управляющих микропроцессорных систем удорожает радиопередающую систему, однако в значительной мере исключает непродуманные или непроизвольные действия (включение передатчика без нагрузки, подключение несоответствующей или неисправной антенны и т.п.), которые могли бы нарушить его нормальную работу в экстремальных условиях.


11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОВ

Задача проектирования состоит в определении конструкции и размеров радиатора, которые обеспечивают заданную или допустимую температуру перехода транзистора, по полученной ив расчета режима транзисторного генератора 13 EMBED Equation.3 1415 - мощности рассеяния в транзисторе. Рассмотрим один изолированный транзистор без радиатора. Температура перехода такого транзистора равна:
13 EMBED Equation.3 1415 (6)
где 13 EMBED Equation.3 1415 - температура окружающей транзистор среды; 13 EMBED Equation.3 1415 - тепловое сопротивление переход - корпус в 13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415- тепловое сопротивление корпуса - среда, которая определяется поверхностью транзистора.
Для транзистора с радиатором температура перехода равна:

13 QUOTE 1413 EMBED Equation.3 141515 (7)
где 13 EMBED Equation.3 1415 - тепловое сопротивление корпус - радиатор, равное 0,5, . .1 (°С/Вт);
13 EMBED Equation.3 1415- тепловое сопротивление радиатор - среда.
Температура перехода транзистора не должна превышать допустимую tn < tn доп. Обычно для мощных транзисторов без радиатора расчет по формуле (6) данному неравенству не удовлетворяет. Поэтому необходимо перейти к расчету радиатора. Задачей расчета является определение теплового сопротивления радиатор - среда. Из соотношения (7) получим:
13 EMBED Equation.3 1415
Если радиатор выполняется в виде прямоугольной металлической пластины, толщиной 1...3 мм, то тепловое сопротивление 13 EMBED Equation.3 1415 - 2...8 (°С/Вт) для пластины площадью 300., 50 см2. Для радиатора в виде пластины с ребрами тепловое сопротивление можно уменьшить до 0.2 (°С/Bт) (4 , с. 89.]. В табл.4 приведена зависимость теплового сопротивления радиатор - среда от площади S прямоугольной пластины толщиной 2 мм (4)

Таблица 4
S (13 EMBED Equation.3 1415)
50
100
200
300
400
500


(°С/Вт)
8
6
4
2,5
2,3
2,2


Таблица 5
V (13 EMBED Equation.3 141513 QUOTE 1415)
80
160
400
800
1600
3200


(°С/Вт)
5,5
3
2
1,4
0,8
0,4







Если по конструктивным соображениям с окружающей средой контактирует лишь одна сторона пластины, то полученное тепловое сопротивление нужно увеличить в два раза, а реальную толщину пластины принять в два раза большей, указанной для таблицы.
Если в схеме имеется несколько мощных транзисторов, то необходимо, рассчитать радиатор для каждого транзистора, а затем полученные площади просуммировать. По конструктивным соображениям размеры пластины радиатора не должны превышать размеров монтажной платы передатчика, а сама пластина радиатора, связанная винтами с монтажной платой, должна обеспечивать жесткость всей конструкции.
Если тепловое сопротивление получается слишком малым (размеры пластины велики), то необходимо применить радиатор с ребрами. Высота ребра Н - V/Sp, где Sp - площадь радиатора (Sp Для ориентировочного расчета объема ребристого радиатора можно использовать табл.5. Более точный расчет можно выполнить, используя [2. с.304]; [4. с.89].

РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРОВ

Тип транзистора
Рабочая чистота (МГц)
Мощность (Вт)
Коэффициент усиления
КПД (%)
Напряжение питания
Схема включения

2t903a
50
>10
>2

30
ОЭ

2t921a
60
>12
>8
50
27
ОЭ

2t951B
80
>3
15..40
60
28
ОЭ

2t919a
2000
4,4
>3.5
33
28
ОЭ

2t919b
2000
2
>4
30
28
ОЭ

2t919B
2000
1
>5
30
28
ОЭ

2t920a
175
>2
7..35
25
126
ОЭ

2t920b
175
>7
6..12
>60
12,6
ОЭ

2t920B
175
>20
3..5
>60
12,6
ОЭ

2t925a
320
>2
6..9
60
12,6
ОБ

2t925b
320
>6
4..8
60
12,6
ОБ

2t925B
320
>20
3..4
60
12,6
ОБ

2t913a
1000
3..4.5
2..3
>40
28
ОЭ,ОБ

2t913b
1000
57
2..3
>40
28
ОЭ,ОБ

2t913B
1000
1012
2..3
>50
28
ОЭ,ОБ

2t934a
400
>3
5..15
>50
28
ОЭ

2t934b
400
>12
4..7
>50
28
ОЭ

2t934B
400
>25
3..6
>50
28
ОЭ

2t606a
400
>0,8
>2.5
>35
28
ОЭ,ОБ

2t606b
400
>1,0
6..12
>45
12,6
ОЭ,ОБ

2t606B
175
>2
10..14
>60
8
ОЭ

2t904a
400
3,2
3.2
40
28
ОЭ,ОБ

2t918a
3000
0,25
2
-
20
ОБ

2t918b
3000
0,5
3.5
35
20
ОБ





ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРОВ
2t909b
F=500; P=42; Kp=2.1; ОЭ;
Ft:=650; Skr:=0.64; Ukd:=60; Ub:=3.5; IkOm:=4; Tp:=120;
Tk:=30; Rpk:=1.9; H21:=20; Es:=0.6; Ek:=28; Rb:=0.5; Rem:=0.05;
Rk:=0.5; Cka:=13; Ckp:=27; Ce:=300; Lb:=1.7; Le:=1.7; Lk:=2;

2t903a
F=50 P>10; Kp>2; ОЭ;
Ft:=120; Skr:=0.27; Ukd:=80; Ub:=4 IkOm:=3.5; Tp:=150;
Tk:=30; Rpk:=3.33; H21:=42; Es:=42; Ek:=30; Rb:=2; Rem:=0;
Rk:=1.75; Cka:=29; Ckp:=86; Ce:=400; Lb:=20; Le:=20; Lk:=5;

2t921a
F=60; P>12; Kp>8; ОЭ;
Ft:=120; Skr:=0.29; Ukd:=80; Ub:=4; IkOm:=3.5; Tp:=150;
Tk:=30; Rpk:=6; H21:=45; Es:=0.7; Ek:=27; Rb:=2; Rem:=0;
Rk:=1.4; Cka:=11; Ckp:=33.5; Ce:=375; Lb:=3.5; Le:=3; Lk:=3.5;

2t951B
F=80; P>3; Kp:=15..40; ОЭ;
Ft:=150; Skr:=0.1; Ukd:=65; Ub:=4; IkOm:=0.5; Tp:=200;
Tk:=30; Rpk:=12.1; H21:=115; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=5; Rem:=0;
Rk:=5; Cka:=2.6; Ckp:=8; Ce:=80; Lb:=3.8; Le:=3.2; Lk:=3.2;


2t919a
F=2000; P=4; Kp>4.4; ОБ;
Ft:=1500; Skr:=0.18; Ukd:=45; Ub:=3.5; IkOm:=0.7; Tp:=150;
Tk:=30; Rpk:=12; H21:=20; Es:=0.7; Ek:=27; Rb:=0.5; Rem:=0.14;
Rk:=0.7; Cka:=2.5; Ckp:=5; Ce:=40; Lb:=0.14; Le:=0.4; Lk:=0.7;

2t919b
F=2000; P=2; Kp>4; ОБ;
Ft:=1500; Skr:=0.06; Ukd:=45; Ub:=3.5; IkOm:=0.35; Tp:=150;
Tk:=30; Rpk:=25; H21:=20; Es:=0.7; Ek:=27; Rb:=1; Rem:=0.2;
Rk:=1.4; Cka:=1.5; Ckp:=2.6; Ce:=20; Lb:=0.25; Le:=0.5; Lk:=0.6;

2t919B
F=2000; P>1; Kp>5; ОБ;
Ft:=1500; Skr:=0.03; Ukd:=45; Ub:=3.5; IkOm:=0.2; Tp:=150;
Tk:=30; Rpk:=40; H21:=20; Es:=0.7; Ek:=27; Rb:=2; Rem:=0.2;
Rk:=3; Cka:=0.7; Ckp:=2.1; Ce:=10; Lb:=0.35; Le:=1.3; Lk:=0.7;

2t920a
F=175; P>2; Kp=7..35; ОЭ;
Ft:=400; Skr:=0.33; Ukd:=36; Ub:=4; IkOm:=0.5; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=20; H21:=55; Es:=0.7; Ek:=12.6; Rb:=2.5; Rem:=0;
Rk:=0.5; Cka:=3; Ckp:=9; Ce:=45; Lb:=2.9; Le:=1.7; Lk:=2.4;

2t920b
F=175; P=5; Kp=6; ОЭ;
Ft:=400; Skr:=0.91; Ukd:=36; Ub:=4; IkOm:=1; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=20; H21:=55; Es:=0.7; Ek:=12.6; Rb:=1.0; Rem:=0;
Rk:=0.2; Cka:=4.5; Ckp:=14; Ce:=90; Lb:=2.6; Le:=1.2; Lk:=2.4;

2t920B
F=175; P>10; Kp=3..5; ОЭ;
Ft:=400; Skr:=4; Ukd:=36; Ub:=4; IkOm:=3; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=10; H21:=55; Es:=0.7; Ek:=12.6; Rb:=0.8; Rem:=0;
Rk:=0.2; Cka:=14.5; Ckp:=43; Ce:=180; Lb:=2.4; Le:=2.4; Lk:=2.4;

2t925a
F=320; P>2; Kp=6..9; ОЭ;
Ft:=600; Skr:=0.33; Ukd:=36; Ub:=4; IkOm:=0.5; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=20; H21:=39; Es:=0.7; Ek:=12.6; Rb:=2.8; Rem:=0;
Rk:=0.2; Cka:=2.5; Ckp:=7.5; Ce:=50; Lb:=2.6; Le:=1.2; Lk:=2.4;

2t925b
F=320; P>6; Kp=4..8; ОЭ;
Ft:=600; Skr:=0.66; Ukd:=36; Ub:=4; IkOm:=1; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=10 H21:=32; Es:=0.7; Ek:=12.6; Rb:=3; Rem:=0;
Rk:=0.01; Cka:=5; Ckp:=16; Ce:=100; Lb:=2.4; Le:=1; Lk:=2.4;


2t925B
F=320; P>20; Kp=3..4; ОЭ;
Ft:=1000; Skr:=2.9; Ukd:=36; Ub:=3.5; IkOm:=3.3; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=4.4 H21:=85; Es:=0.7;Ek:=12.6; Rb:=2; Rem:=0;
Rk:=0.01; Cka:=11.5; Ckp:=34.5; Ce:=230; Lb:=2.4; Le:=1; Lk:=2.4;

2t913a
F=1000; P=3..4.5; Kp=2..3; ОЭ,ОБ;
Ft:=1500; Skr:=0.1; Ukd:=55; Ub:=3.5; IkOm:=0.5; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=20 H21:=42.5; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=1.5; Rem:=0.8;
Rk:=1; Cka:=1.1; Ckp:=3.6; Ce:=42.5; Lb:=3; Le:=0.5; Lk:=1.95;

2t913b
F=1000; P=5..7; Kp=2..3; ОЭ,ОБ;
Ft:=1500; Skr:=0.14; Ukd:=55; Ub:=3.5; IkOm:=1; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=10 H21:=42.5; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=1.2; Rem:=0.4;
Rk:=1; Cka:=2.1; Ckp:=6.4; Ce:=85; Lb:=2.5; Le:=0.2; Lk:=1.95;

2t913B
F=1000; P=10..12; Kp=2..3; ОЭ,ОБ;
Ft:=1500; Skr:=0.33; Ukd:=55; Ub:=3.5; IkOm:=1; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=10 H21:=42.5; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=1; Rem:=0.2;
Rk:=0.5; Cka:=2.9; Ckp:=8.6; Ce:=85; Lb:=2.5; Le:=0.2; Lk:=1.95;

2t934a
F=400; P>3; Kp=6..15; ОЭ;
Ft:=1000; Skr:=0.17; Ukd:=60; Ub:=4; IkOm:=0.5; Tp:=160;
Tk:=40; Rpk:=17.5; H21:=75; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=2; Rem:=0;
Rk:=0.5; Cka:=1.75; Ckp:=5.25; Ce:=37.5; Lb:=3.1; Le:=1.3; Lk:=2.5;

2t934b
F=400; P>12; Kp=4..7; ОЭ;
Ft:=1000; Skr:=0.33; Ukd:=60; Ub:=4; IkOm:=1; Tp:=160;
Tk:=40; Rpk:=8.8; H21:=75; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=1.9; Rem:=0;
Rk:=2; Cka:=2.9; Ckp:=8.6; Ce:=115; Lb:=3.1; Le:=1.2; Lk:=2.5;


2t934B
F=400; P>25; Kp=3..6; ОЭ;
Ft:=1000; Skr:=0.66; Ukd:=60; Ub:=4; IkOm:=2; Tp:=160;
Tk:=40; Rpk:=4.4; H21:=75; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=1.9; Rem:=0;
Rk:=1; Cka:=6; Ckp:=18; Ce:=210; Lb:=2.8; Le:=1; Lk:=2.5;

2t606a
F=400; P>0.8; Kp>2.5; ОЭ,ОБ;
Ft:=900; Skr:=0.05; Ukd:=65; Ub:=4; IkOm:=0.4; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=44; H21:=30; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=6; Rem:=0;
Rk:=4; Cka:=2.5; Ckp:=7.5; Ce:=27; Lb:=4; Le:=4; Lk:=4;


2t610b
F=400; P>1; Kp>6..12; ОЭ,ОБ;
Ft:=1100; Skr:=0.1; Ukd:=26; Ub:=4; IkOm:=0.3; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=65; H21:=150; Es:=0.7; Ek:=12.6; Rb:=6; Rem:=0;
Rk:=4; Cka:=1; Ckp:=3; Ce:=18.5; Lb:=2.4; Le:=1.3; Lk:=2.38;

2t929a
F=175; P>2; Kp>10..14; ОЭ;
Ft:=400; Skr:=0.63; Ukd:=30; Ub:=3; IkOm:=0.8; Tp:=160;
Tk:=40; Rpk:=20; H21:=37.5; Es:=0.7; Ek:=8; Rb:=4; Rem:=0;
Rk:=2; Cka:=3.75; Ckp:=11.3; Ce:=75; Lb:=2.6; Le:=1.2; Lk:=2.4;

2t904a
F=400; P=3.2; Kp=3.2; ОЭ,ОБ;
Ft:=900; Skr:=0.28; Ukd:=65; Ub:=4; IkOm:=0.8; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=16; H21:=35; Es:=0.7; Ek:=28; Rb:=3; Rem:=0;
Rk:=2; Cka:=3; Ckp:=9; Ce:=130; Lb:=4; Le:=4; Lk:=4;

2t918a
F=3000; P=0.25; Kp=2; ОБ;
Ft:=1200; Skr:=0.02; Ukd:=30; Ub:=2.5; IkOm:=0.25; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=50; H21:=35; Es:=0.7; Ek:=20; Rb:=2.5; Rem:=0.25;
Rk:=2; Cka:=1; Ckp:=3; Ce:=15; Lb:=0.11; Le:=0.3; Lk:=0.5;
2t918b
F=3000; P=0.5; Kp=3.5; ОБ;
Ft:=1400; Skr:=0.03; Ukd:=30; Ub:=2.5; IkOm:=0.25; Tp:=150;
Tk:=40; Rpk:=50; H21:=35; Es:=0.7; Ek:=20; Rb:=2.5; Rem:=0.3;
Rk:=1; Cka:=1; Ckp:=3; Ce:=15; Lb:=0.11; Le:=0.3; Lk:=0.5;
_____________
Примечания:

F – рабочая частота (МГц);
P–полезная мощность (Вт);
Kp–коэффициент усиления по мощности;
ОЭ,ОБ – схема включения транзистора;
Ft–граничная частота (МГц);
Skr–крутизна линии критического режима (А/В);
Ukd–максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (В);
Ub– максимально допустимое обратное напряжение база-эмиттер (В);
IkOm – максимально допустимая постоянная составляющая тока коллектора (А);
Tp – допустимая температура коллекторного перехода (оС);
Tk–температура корпуса транзистора ( оС);
Rpk – тепловое сопротивление переход/корпус (оС/Вт);
H21 – статический коэффициент усиления тока в схеме с ОЭ;
Es–напряжение отсечки тока транзистора (В);
Ek – напряжение коллекторного питания (В);
Rb, Rem, Rk–соответственно, сопротивление тела базы, эмиттера и коллектора (Ом);
Cka, Ckp – активная и пассивная емкости закрытого коллекторного перехода (ПФ);
Ce–емкость открытого эмиттерного перехода (ПФ);
Lb, Le, Lk–соответственно, индуктивности выводов базы, эмиттера и коллектора (нГ).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1) Проектирование радиопередающих устройств СВЧ / Под ред. Г.М. Уткина. М.: Сов. Радио, 1979, 320 с.

2) Шумилин М.С. , Козырев В.Б. , Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. М.: Радио и связь, 1987, 320 с.

3) Проектирование радиопередающих устройств / Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь, 1984, 424 с.

4) Радиопередающие устройства / Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь, 1990, 432 с.

5) Довгаль С.И. , Литвинов Б.Ю. , Сбитнев А.И. Персональные ЭВМ: ТурбоПаскальV 7.0

6) Объектное программирование, локальные сети; Учеб.пособие. Киев.:Информсистема сервис, 1993, 480 с.

7)Проектирование радиопередающих устройств: Учеб. пособие для высших учебных заведений / Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь, 1993, 512 с.

8) Бадалов А.Л., Михайлов А.С. Нормы на параметры электромагнитной совместимости РЭС: Справочник. М.: Радио и связь, 1990, 272 с.

9)Общесоюзные нормы на побочные излучения радиопередающих устройств гражданского назначения (Норма 18-85) ГКРЧ СССР, 1986, 46 с.

10) Справочник по электрическим конденсаторам / Под ред. И.И. Четверткова. М.: Радио и связь, 1983, 576 с.

11) Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1977, 656 с.
Литвин О.Ф. Табличный процессор SUPERCALC-4. М.: Финансы и статистика, 1991, 144 с.

12) Завражнов Ю.В., Шестаков И.И. Простой усилитель мощности для КВ передатчиков // Техн. Средств Связи. Вып. 4, Техника радиосвязи, 1984.

13) Каганов В.И. Транзисторные радиопередатчики. М.: Энергия, 1976, 448 с.

14) Радиопередающие устройства / Под ред. О.А. Челнокова. М.: Радио и связь, 1982, 256 с.










13 PAGE \* MERGEFORMAT 14- 8 -15








Приложенные файлы

  • doc 19147822
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий