Формирование и передача сигналов.-1

31

где f0 – рабочая частота передатчика (принята равной 21 МГц); fАГдоп – допустимая частота автогенератора.

Коэффициент умножения должен быть всегда целым числом, поэтому округляем полученное значение до n = 2. Определим точное значение частоты колебаний автогенератора:

Превышение допустимой частоты автогенератора, конечно, повлияет на стабильность частоты, но в данной работе это не фатально и можно пренебречь.

Рассчитаем угол отсечки импульсов тока:

5.2 Энергетический расчет каскада умножителя

Исходя из Рвых = 0,35Вт, выбираем транзистор КТ911А, который имеет следующие параметры:

Расчет коллекторной цепи:

1) вычисляем вспомогательный параметр ЕКmin, необходимый для выбора напряжения источника питания:

Примем напряжение источника питания 15В.

2) вычисляем коэффициент использования коллекторного напряжения:

32

3) амплитуда переменного напряжения на коллекторе:

U mK EK 0,83 15 12,45B.

4) амплитуда второй гармоники коллекторного тока:

5) максимальное значение коллекторного тока:

6) постоянная составляющая коллекторного тока:

I К 0 0 K Ikm 0,22 0,2 44 мА.

7) потребляемая мощность:

Р0 ЕК I К 0 15 44 10 3 0,67 Вт.

8) мощность, рассеиваемая на коллекторе:

РК Р0 Р2 0,67 0,35 0,32 Вт.

9) коэффициент полезного действия умножителя:

К Р2 0,35 0,52 52%. Р0 0.67

Расчет базовой цепи:

11) коэффициент усиления тока в схеме с ОЭ на частоте входных колебаний умножителя (частоте генерации автогенератора):

12) крутизна усиления идеального транзистора без учета внутренних

где tn – температура перехода. Поскольку мощность, рассеиваемая транзистором, во много раз меньше допустимой, можно считать, что переход разогревается незначительно и его температура больше комнатной, т.е. 300С.

13) фактическая крутизна проходной ВАХ транзистора:

33

5.3Расчет элементов схемы умножителя

1)индуктивность дросселя L1:

2) сопротивление резистора R2:

Расчет нагрузочного П-контура приведен в пункте 2.

34

6. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАДАЮЩЕГО КВАРЦЕВОГО АВТОГЕНЕРАТОРА

Принципиальная электрическая схема кварцевого АГ приведена на рисунке 6.1:

Рисунок 6.1

6.1Электрический расчет автогенератора

Вкачестве исходных данных использованы результаты вычислений, полученные при расчете умножителя частоты (пункт 5).

Исходя из ft >> fАГ = 10,5 МГц, выбираем транзистор КТ610А, который имеет следующие параметры:

Расчет по постоянному току:

1)зададимся величиной постоянного тока коллектора IK0=5мА, постоянной составляющей напряжения между коллектором и эмиттером

транзистора ЕКЭ=9В и постоянным напряжением на эмиттере относительно общего провода ЕЭ=3В.

2)рассчитаем требуемое напряжение источника питания:

ЕK ЕКЭ ЕЭ 9 3 12 B;

3) сопротивление резистора обратной связи (здесь и далее обозначения элементов приведены согласно принципиальной схеме на рисунке 5.1):

35

4) постоянная составляющая импульсов тока базы:

5) задаем ток делителя:

Iдел 15 I Б 0 15 4 10 5 6 10 4 А;

дел

7)постоянный потенциал на базе относительно общего провода:

ЕБ ЕЭ Е'Б 3 0,7 3,7B;

8)сопротивление резистора нижнего плеча делителя:

дел

9) сопротивление резистора верхнего плеча делителя:

R1 Rдел R2 20 6 10 3 14кОм;

Расчет по переменному току:

11) определим высокочастотное сопротивление базы:

K

12) рассчитаем сопротивление эмиттерного перехода:

13) найдем крутизну транзистора:

14) зададим коэффициент регенерации G = 6,3 и определим управляющее сопротивление:

RY GS 0,196,3 33,1Ом;

15) зададим отношение К’ос = С3/C1 = 0,1 и вычислим реактивное сопротивление конденсатора С3:

16) Отсюда найдем емкость конденсатора:

36

17) определим величину емкости блокировочного конденсатора С2:

18) рассчитаем дроссель L7 цепи коллекторного питания:

19) сопротивление базового делителя переменному току:

20) определим коэффициент γt(θ) для стационарного режима:

t G1 6,31 0,16;

ему соответствует угол отсечки θ=550, для которого коэффициенты Берга равны:

0 0,2;1 0,36;

21) вычислим амплитуду импульса коллекторного тока:

22) определим амплитуду первой гармоники коллекторного тока:

I K1 1 ImK 0,36 25 10 3 9,1мА;

23) рассчитаем амплитуду напряжения на базе:

U mб I K1 RY 9,110 3 33,1 0,3B;

24) вычислим модуль коэффициента обратной связи:

37

25) находим амплитуду переменного напряжения на коллекторе:

UmK U mб 0,3 3,45B;

К'ОС 0,09

26)определяем мощность, потребляемую от источника питания

коллекторной цепью:

P0 I K 0 EK 5 10 3 12 0,06 Bт;

27) мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором:

28) оценим величину допускаемого сопротивления нагрузки:

29) Максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку:

38

7.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Радиопередающие устройства /Под ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Радио и связь,1996.-560с.

2.Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. - М.: Высшая школа, 1989.- 232 с.

3.Устройства генерирования и формирования радиосигналов/Под ред. Г.М.Уткина, В.Н.Кулешова, М.В.Благовещенского. - М.: Радио и связь, 1994-416 с.

4.Функциональные устройства формирования сигналов/ Под ред. С.А.Баруздина, Ю.В.Егорова, Б.А.Калиникос и др. - М.: Радио и связь,

1995-288 с.

5.Проектирование радиопередатчиков / Под ред. В.В.Шахгильдяна.

-М.: Радио и связь, 2000. - 656 с.

6.Бордус А.Д. Устройства формирования сигналов. Часть 2. Модуляция: Учебное пособие. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001.

7.Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник /Под. Ред. А.В.Голомедова. - М.: Радио и связь,

1989. -640с.

8.Альтшуллер Г.Б. Управление частотой кварцевых генераторов. - М.: Радио и связь, 1975. - 232 с.

9.Справочные данные транзисторов, применяемых в РПУ. - Ротапринт ТИАСУРа. - Томск, 1986. - 10 с.

10.Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник. / Под ред. Б. Л. Перельмана. -М.: Радио и связь, 1981. - 656 с.

11.Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Под ред. Н. Н. Горюнова. - М.: Энергоиздат, 1982. - 904 с.

12.Аникеев К. 3., Крюков Ю. Г., Цымбалюк В. С. Расчет высокочастотных Y-параметров по данным ТУ // Вопросы радиоэлектроники. Серия ТРС. -1970.-Вып. 1-С. 59-63.

13.Верещагин Е. М. Транзисторно - варакторные генераторы. - Киев: Техника, 1979.-183 с.

14.Проектирование радиопередающих устройств СВЧ/ Под ред. Г. М. Уткина - М.: Сов. радио, 1979. - 320 с.

15.Мейнке X., Гундлах Ф. В. Радиотехнический справочник. - М.: - Л: Гос-энергоиздат, 1960. -416 с.

16.Шумилин М. С. Проектирование радиопередающих устройств. -

М.: Связь, 1980.-152 с.

17. Активные передающие антенны / Под ред. В. В. Должикова и Б. Г. Цыбаева. - М.: Радио и связь, 1984. - 144 с.

18.Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств / Под ред. В. И. Вольмана. - М: Радио и связь, 1982. - 328 с.

39

19.Радиопередающие устройства / Под ред. М. В. Благовещенского, Г. М. Уткина, - М.: Радио и связь, 1982. - 407 с.

20.Чудаков И. М. Частотная модуляция с помощью емкостей р-n переходов. -М.: Связь, 1968.-108 с.

21.Ильин А.Г. Устройства формирования сигналов. Генераторы с внешним возбуждением. Автогенераторы: Учебное пособие. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001. - 92

40

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Формулы для расчета Y-параметров транзисторов:

h1 40 IЭ0 rБ ;

0