Глава 3. Расчет выходного каскада передатчика с амплитудной модуляцией. §1. Предварительные замечания.

Амплитудная модуляция, при которой по закону переда­ваемого сообщения изменяется амплитуда колебаний высокой частоты, осуществляется, как правило, в выходном каскаде передатчика.

При базовой (эмиттерной) модуляции по закону переда­ваемого сообщения изменяется напряжение смещения на эмиттерном переходе, что в режиме работы генератора с от­сечкой коллекторного тока приводит к соответствующему изменению амплитуды первой гармоники коллекторного тока и колебательной мощности в антенне.

Для неискаженного процесса модуляции необходимо, чтобы при любых мгновенных напряжениях звуковой часто­ты на эмиттерном переходе рабочая точка не выходила за пределы прямолинейного участка статической модуляцион­ной характеристики, представляющей зависимость I_cm1=f(E_B) при U_bm=const.

Это возможно только в том случае, если в режиме мак­симальной мощности при и I_cm1 max в генераторе существует недонапряженный или, по крайней мере, критический режим работы.

Физические процессы и методика расчета как при базовой, так и эмиттерной модуляции аналогичны, так как в том и другом случаях напряжение звуковой частоты подается на эмиттерный переход. Различие заключается лишь в том, что при эмиттерной модуляции в силу большей величины эмиттерного тока требуется большая мощность от усилителя низкой частоты (модулятора).

Энергетический расчет транзисторного генератора (вы­ходного каскада) при базовой (эмиттерной) модуляции включает в себя:

1. уточнение выбранного в предварительном расчете типа и количества транзисторов;

2. расчет коллекторной и базовой цепи в максимальном режиме;

3. расчет коллекторной и базовой цепи в режиме несу­щей частоты;

4. Расчет среднего режима модуляции;

5. определение мощности модулятора и возбудителя (предыдущего каскада высокой частоты);

6. составление принципиальной схемы модулируемого каскада.

Исходными данными для расчета являются: заданная мощность в антенне в режиме несущей частоты Р_а, диапазон частот f_min…f_max или рабочая частота f_р, m - коэффициент модуляции, t_amb - температура окружающей среды.

§2. Выбор типа и количества транзисторов.

1. При базовой (эмиттерной) модуляции выбор типа транзисторов производится из условия, чтобы в максималь­ном режиме, который принимается критическим, транзистор обеспечивал соответствующую этому режиму колебательную мощность . Здесь - величины, определенные в §1; К_ф=(1…1.4) - коэффициент формы модуляцион­ной характеристики, учитывающий ее нелинейность. Если в модулируемом каскаде предполагается использо­вать несколько транзисторов (сложная схема выходного кас­када), то для определения колебательной мощности, требуемой от одного транзистора, можно воспользоваться формулой , где - коэффициент запаса, учитывающий снижение мощ­ности за счет разброса па­раметров транзистора в сложной схеме; n - число транзисторов. Выбор подходящего типа транзистора по колебательной мощности производится путем сравнения с номиналь­ной мощностью транзистора из справочника Р_с: .

2. Проводится проверка по предельной частоте .

3. Определяется мощность рассеяния на коллекторе одного транзистора где - КПД коллекторной цепи в режиме несущей ча­стоты; К_з=0.8…0.9 – коэффициент запаса по мощности рассеяния.

4. Проверяется условие , где - допустимая мощность рассеяния транзистора. Если выбранный транзистор по колебательной мощности и предельной частоте подходит, а по мощности рассеяния нет, в заключение всего расчета модулируемого каскада не­обходимо рассчитать сечение теплоотводящего радиатора до методике, изложенной в гл. 2.