Рисунок 12 – Г-образная согласующая цепь

В формуле (146) значения C и L соответствуют емкости и индуктивности соответствующих реактивных элементов согласующей цепи.

(146)

1. Расчёт согласующей цепи СЦ2.

Перед расчётом необходимо рассчитать сопротивление R₇ цепи смещения транзистора VT₃.

(147)

Входное сопротивление умножителя вычисляется по формуле:

(148)

R_ВХС=376,875 Ом, R_ВЫХС=6,358 Ом. Используя формулы (146), вычисляем:

(149)

1. Расчёт согласующей цепи СЦ3.

Согласующая цепь СЦ3 включает в себя фильтр-пробку на частоту f_П=80 МГц, а также Г-образную цепочку согласования на частоте f=160 МГц. Расчёт фильтра-пробки на выходе удвоителя частоты выполним по формулам:

(150)

Перед началом расчётов необходимо задаться емкостью CП. Пусть C₁₄=C_П=10 пФ. Произведя расчет по формулам (150) получим:

(151)

Расчёт элементов Г-образной цепочки согласования C₃-L₄ произведем по формулам (146). R_ВХС=6,41 Ом, R_ВЫХС=86,358 Ом. Так как R_ВХС<R_ВЫХС, средний узел цепочки соединен с базой транзистора VT₄, а индуктивность – с коллектором VT₃ через C_Р2. В формулах тогда значения R_ВХС и R_ВЫХС меняются местами.

(152)

1. Расчёт согласующей цепи СЦ4.

Перед расчётом необходимо рассчитать сопротивление R₈ цепи смещения транзистора VT₅.

(153)

Входное сопротивление умножителя вычисляется по формуле:

(154)

R_ВХС=305,4 Ом, R_ВЫХС=1,655 Ом. Используя формулы (146), вычисляем:

(155)

1. Расчёт согласующей цепи СЦ5.

Согласующая цепь СЦ5 включает в себя фильтр-пробку на частоту f_П=160 МГц, а также Г-образную цепочку согласования на частоте f=320 МГц. Расчёт фильтра-пробки на выходе удвоителя частоты выполним по формулам (150). Перед началом расчётов необходимо задаться емкостью C_П. Пусть C₃₅=C_П=10 пФ. Произведя расчет по формулам (150) получим:

(156)

Расчёт элементов Г-образной цепочки согласования C₂₅-L₁₅ произведем по формулам (146). R_ВХС=108,751 Ом, R_ВЫХС=5,167 Ом.

(157)

1. Расчёт согласующей цепи СЦ6.

R_ВХС=59,911 Ом, R_ВЫХС=1,963 Ом. Используя формулы (146), вычисляем:

(158)

Расчёт номиналов блокирующих реактивностей в цепях питания и разделительных емкостей

Величины разделительной емкости и коллекторной блокировочной индуктивности зависят от частоты сигнала и выходного сопротивления каскада и определяются по формулам:

(159)

Тогда, согласно формуле (159), получим:

(160)

Емкость C₇ можно считать равной емкости C₄.

Величина входной блокировочной индуктивности зависит от частоты сигнала и входного сопротивления каскада и определяется по формуле:

(161)

Тогда, согласно формуле (161), получим:

(162)

Величину коллекторной блокировочной емкости можно определить по формуле

(163)

где f – частота, которую необходимо блокировать, R_ПАР – активное сопротивление между выводами блокировочной ёмкости. Сопротивление R_ПАР относительно источников напряжения E_П1 и E_П2 можно вычислить через потребляемые мощности.

(164)

где P_0ЕП1 – сумма мощностей, потребляемых от источника ЕП1 подключенными к нему каскадами. Аналогично

(165)

Произведя вычисления по формулам (164), (165), получаем R_ЕП1=225/(14,79+1,4+0,6735+0,4275+0,054)=12,972 (Ом), R_ЕП2=25/(0,046+0,035)=308,642. Мощность, потребляемая оконечным каскадом P₀₁=14,79 Вт. Мощность, потребляемая предоконечным каскадом P₀₂=1,4 Вт. Тогда с учетом модуляции, определим сопротивления каждого из этих каскадов по формуле вида (164). Для оконечного каскада:

(166)

Тогда, согласно формуле (163), получаем:

(167)

Номиналы блокировочных емкостей C₃₀ и C₂₆ примем равными 330 мкФ. Это обеспечит как хорошую фильтрацию высоких частот, так и частичное ослабление низкочастотных помех.

Расчёт модуляционного трансформатора

Трансформатор Т1 представляет собой трансформатор с одной первичной и одной вторичной обмоткой с промежуточным выводом. Место включения промежуточного вывода определим по формуле:

(168)

Коэффициент k определяет виток вторичной обмотки, к которому необходимо подключить вывод. Зададимся длиной вторичной обмотки n₂=4800 витков. Тогда промежуточный вывод необходимо подключить к витку r=kn₂=3720. Витки отсчитываются от конца обмотки, подключенного к положительному полюсу источника Е_П1. Теперь необходимо определить коэффициент трансформации. Для этого зададимся тем, что максимальная амплитуда входного сигнала модуляции U_ММАКС равна 1 В. В максимуме модуляции вторичная обмотка должна внести в цепь питания коллектора оконечного каскада напряжение U_{ДОБМАКС}=mE_П1=0,815=12 В. Коэффициент трансформации d1=U_{ДОБМАКС}/U_ММАКС=12. Трансформатор повышающий. Количество витков первичной обмотки n1 определим по формуле

(169)

Коэффициент трансформации части вторичной обмотки, подключенной к коллектору предоконечного каскада, определим по формуле

(170)

Итак, требуется трансформатор, удовлетворяющий этим параметрам.

Выбор элементной базы

Так как в согласующих цепях точность номиналов индуктивностей и емкостей имеет большое значение, используются подстроечные емкости, которые перед монтажом устанавливаются на нужную величину емкости, и индуктивности, представляющие собой воздушные катушки провода типа ПЭВ1-0,475 ГОСТ 7262-78. Катушки должны быть изготовлены в соответствии с данными таблицы (Таблица 1) (параметры определяемые таблицей соответствуют размерам, указанным на рисунке (Рисунок 13)). При данных параметрах их индуктивности соответствуют необходимым номинальным значениям. Расчёт производился в программе «Расчёт катушки колебательного контура» авторства Геннадия Марченко, фирма Cyber Tech Group.

Рисунок 13 – Катушка индуктивности согласующих цепей

Таблица 1 – Параметры катушек индуктивности согласующих цепей

Схемное имя	D, мм	L, мм	Кол-во витков	d, мм
L1	10	24	32	0,7
L4	2	6	7	0,9
L5	2	12	18,1	0,7
L6	10	10	8	1,3
L14	2	6	6,9	0,9
L15	2	4,8	5	1
L16	2	1,7	2	0,9
L17	2	13	19	0,7
L18	2	5	5	1

Трансформатор Т1 необходимо также предварительно изготовить. В качестве сердечника используем ферритовый тороидальный сердечник МП140-КП-52х36х10 производства ОАО «НИИ «ФЕРРИТ ДОМЕН»» . Для изготовления первичной обмотки (400 витков) используем лакированный провод типа ПЭВ1-0,475 ГОСТ 7262-78. Намотку будем вести на отрезке магнитопровода длиной в 20 мм. Намотка многослойная. Толщина намотки в данном случае составит 7 мм и потребует 28 метров провода (расчёт проводился в программе «Расчёт катушки колебательного контура» авторства Геннадия Марченко, фирма Cyber Tech Group. Для изготовления вторичной обмотки (4800 витков с промежуточным отводом) используем лакированный провод типа ПЭВ1-0,2 ГОСТ 7262-78. Намотку будем вести на отрезке магнитопровода длиной в 20 мм. Намотка многослойная. Толщина намотки в данном случае составит 16,5 мм и потребует 450 метров провода. При монтаже трансформатор нужно закрепить так, чтобы между поверхностью вторичной обмотки и поверхностью платы был зазор не менее 5 мм (для хорошего отвода тепла).

Итак, необходимая элементная база сведена в таблицу (Таблица 2). Схемные имена элементов соответствуют схеме блока МАИР.464100.001Э3, размещенной в приложении.