3.2. Энергетический расчет вум

Энергетический расчет генераторов проводится на мощность, которую должен отдавать в коллекторную нагрузку один АЭ ВУМ

с последующим пересчетом основных энергетических показателей на всю схему. За рабочую частоту целесообразно принять среднюю частоту рабочего диапазона.

В литературе можно найти методики энергетического расчета, предложенные разными авторами [ 2,5,9,10]. Каждая из этих методик имеет свои достоинства и недостатки. В данном методическом пособии используется методика, которая базируется на методике изложенной в [2]. Она справедлива для рабочих частот до (0.5…0.8) f_т. Для более высоких частот рекомендуется использовать методики, изложенные в [8,10].

Расчет коллекторной цепи транзисторного усилителя мощности

1.Для выбранного класса работы АЭ определяются значения коэффициентов Берга и коэффициент .

2.Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе в критическом режиме

.

3.Максимальное напряжение на коллекторе

.

Коэффициент (1.2…1.3) учитывает присутствие на коллекторе напряжения, развиваемого высшими гармониками.

4. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

.

5.Постоянная составляющая коллекторного тока

.

6.Высота импульса коллекторного тока

.

7. Мощность, потребляемая от источника питания,

.

8.КПД по коллекторной цепи (электронный КПД)

.

9.Мощность рассеяния на коллекторе транзистора

,

где - модуль отражения, который имеет место при КСВ в фидере равном двум.

11. Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки, при котором обеспечивается критический режим работы усилителя

.

Расчет базовой цепи транзисторного усилителя мощности.

При расчете базовой цепи предполагается, что между базой и эмиттером транзистора по ВЧ включен резистор . Согласно [Шум.], резистор выравнивает постоянные времени базовой цепи при переходе транзистора из закрытого состояния в открытое и обратно. Это обеспечивает сохранность косинусоидальной формы импульса коллекторного тока и его угла отсечки , а также ограничивает пиковое значение напряжения на базо-эмиттерном переходе. Особенно эффективно влияние в области низких и средних рабочих частот, т.е. . В области высоких частот влияние резистора незначительно и его можно не ставить. Однако в расчетных формулах параметр следует оставлять.

Расчет базовой цепи ведется в следующей последовательности.

12. Рассчитывается требуемая величина резистора

.

13. Амплитуда тока базы

,

где .

14. Максимальное обратное напряжение между базой и эмиттером

.

15. Постоянные составляющие токов базы и эмиттера

.

16. Напряжение смещения на базе

.

Если в цепи эмиттера включается дополнительное сопротивление , то его влияние следует учесть

.

17. Рассчитываются элементы цепи замещения входного иммитанса транзистора.

Схема цепи замещения представлена на рис. 2.6

Рис.2.6

.

При определенных соотношениях элементов схемы замещения возможны отрицательные значения параметров и .

18. Рассчитываются активная и реактивная составляющие входного сопротивления транзисторного усилителя

.

При параллельном соединении транзисторов значения активной и реактивной составляющих входного сопротивления уменьшаются в n раз. При двухтактном соединении – сопротивления соединяются последовательно, образуя удвоенную симметричную нагрузку. При модульном построении сопротивления используются при выборе схемы делящего устройства.

19.Рассчитываются требуемая входная мощность и коэффициент усиления по мощности

.

20. Полная мощность рассеяния на транзисторе

.