150099 (Балансный трансформатор), страница 2

Ток эмиттера

Определим сопротивление R1

Выбираем номинал R1=120 Ом.

Рассчитываем ток базового делителя

Сопротивление R2 базового делителя

где

Uб=Uэ+Uэб=1.2 + 0.7=1.9В

Выбираем номинал R2=2.4 кОм.

Рассчитаем ток цепи питания

Сопротивление R4

Выбираем номинал R4=110 Ом.

Для определения номиналов конденсаторов С1, С2, С4 учтем, что их реальные сопротивление конденсаторов на нижней рабочей частоте должно удовлетворять условию [2 1];

Откуда находим

Принимаем номинал конденсаторов С1=С2=С4=3,3 нФ.

Аналогично находим емкость конденсатора С3, учитываем, что

Принимаем номинал конденсатора СЗ=15нФ.

Найдем сопротивление R3.

Выбираем номинал резистора R3=12 кОм.

РАСЧЕТ РАЗВЕТВИТЕЛЯ МВ - ДМВ ДИАПАЗОНА

Схема разветвителя выполняется на реактивных элементах в виде взаимно дополняющих фильтров ФНЧ и ФВЧ, имеющую граничную частоту в полосе 250-470 МГц. Неэффективность применения разветвителя в качестве устройств подобного типа обусловлена затуханием сигнала в нем, составляющим более 3 дБ. При использовании фильтров затухание в полосе минимально, зависит от типа фильтра, и его порядка и обычно не превышает 1дБ. В качестве исходных данных при проектировании разветвителя МВ-ДМВ принимаем:

уровень межканальной развязки не менее 10 дБ. Частота стыковки (частота гарантированного затухания):

Исходя из требуемых характеристик диплексера, необходимо сформировать АЧХ вида рис. 1 номинальные значения граничной частоты:

Для выбора типа АЧХ и порядка фильтра воспользуемся кривыми затухания фильтров Баттерворта приведенных на рис. 2 [21]. Видно, что типовая АЧХ фильтра Баттерворта позволяет получить затухшие 10 дБ на частоте стыковки, следовательно обеспечить межканальную развязку свыше 10 дБ в полосах пропускания при использовании фильтра третьего порядка (n=3).

Исходная схема разветвителя МВ-ДМВ приведена на рис. 3

Масштабированные значения L’n, С’n табулированы, откуда определяем, что L’ =1; С’ =2; L’ =1.

Рис. 2 Типовая АЧХ Баттерворта

Рис. 3 Масштабированные значения L’n, C’n

Значения элементов ФНЧ вычисляются с учетом масштабного множителя

по формулам:

так как L’ =L’ ;

Принимаем ближайшие значение емкостного элемента С2 из номинального ряда 18 пФ.

Для определения номиналов элементов фильтра ФВЧ, необходимо перейти от фйльтра ФНЧ к ФВЧ. Для эго все катушки индуктивности в схеме ФНЧ заменяем на конденсаторы с емкостью 1/L’, а все конденсаторы на катушки с индуктивностью 1/C’. Тогда

и учитывая масштабный множитель для ФВЧ

Теперь рассчитаем значения элементов схемы ФВЧ:

Принимаем ближайшее значение емкостных элементов С1=С3 из номинального ряда 4,7 пФ.

На рис. 4а приведена принципиальная схема диплексера для МВ - дМВ диапазона и расчетные передаточные характеристики по обоим входам смоделированная на компьютере программой “Work bench 5.0” .(рис4б)

Устройство обеспечивает полосное затухание, не превышающее 0,5 дБ, и межканальную развязку не менее 15 дБ.

На рис.4б приведена реальная АЧХ

Рис. 4а. Принципиальная схема МВ-ДМВ диплексера

Рис. 4б. Передаточная характеристика диплексера

РАСЧЕТ БЛОКА ПИТАНИЯ

В настоящее время для упрощения блоков питания применяют интегральные стабилизаторы с фиксированными напряжениями (что удовлетворяет требования) серии КРI42ЕН8 Выбираем по справочнику [13] необходимый стабилизатор КРI42ЕНБ с параметрами:

Стабилизаторы содержат защиту от перегрузок по току и тепловую защиту срабатывающую при температуре кристалла +175 °С. На рис.1 показана типовая схема включения.

Рис. 1 Типовая схема включения стабилизатора

На выходе стабилизатора необходимо включить конденсатор С1О мкФ для обеспечения устойчивости при изменении тока.

Задаемся коэффициентом пульсаций на входе стабилизатора, максимальным и минимальным токами нагрузки, относительными отклонениями напряжения сети в сторону повышения и понижения:

Определяем максимальный коэффициент стабилизации

В результате расчета выпрямителя должны быть определены параметры и тип диодов и параметры трансформатора. При проектировании и расчетах исходными данными являются:

номинальное выпрямленное напряжение U ,B. U =12 B

ток нагрузки I , А. Iо = 190 мА.

сопротивление нагрузки

R = U /I , Oм.

R = 12/0.19 = 63 Oм.

выходная мощность

P = U I , Bт.

P = 12 0.19 = 2,2 Bт

Номинальное напряжение питающей сети переменного тока U = 220В; относительное отклонение напряжения питающей сети в сторону повышения:

в сторону понижения:

изменение входного питающего напряжения сети переменного тока

Частота питающей сети f =50Гц;

На рис. 2 представлена выбранная схема выпрямителя. данная схема из всех вариантов двухполупериодных выпрямителей обладает наилучшими показателями. достоинства такого выпрямителя — повышенная частота пульсации; относительно небольшое обратное напряжение; хорошее использование трансформатора. К недостаткам можно отнести повышенное падение напряжения в диодном комплекте.

Рис. 2 Однофазный выпрямитель по мостовой схеме.

Определяем сопротивления трансформатора вентиля и по их значениям находим сопротивление фазы выпрямителя .

где В — магнитная индукция, Т;j — средняя плотность тока в обмотках трансформатора, А/мм2.

Сопротивление вентиля определяем из характеристик выбранного диода, выбранного ддя вентиля. Выбираем диод КД226д с = U /I

У данного диода U = 1.3B,

Определяем параметры выпрямителей

Параметры В и D определяем из рис.3, предварительно определив параметр А.

Тогда В = 1,35 D = 1,83.

Следовательно

Расчет трансформатора, опираясь на предыдущие вычисления определяем ток первичной обмотки трансформатора

Принимая КПД трансформатора, равным 0,85 определяем габаритную мощность трансформатора

Выбираем значение коэффициента заполнения медью окна сердечника при f =50Гц; k = 0,2.

Определяем число витков обмоток трансформатора

Определяем диаметр проводов обмоток трансформатора (без учета толщины изоляции)

Так как проводником питания 12В будет коаксиальный кабель необходимо рассчитать фильтр питания усилительно-распределительного тракта (рис. 4) исходя из формул:

Определяем параметры фильтра:

Рис.4 Принципиальная схема питания усилительно-распределительного тракта