Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 107
Текст из файла (страница 107)
Поэтому здесь транзисторы раБотают в недонапряженном режиме с ко- лебаниями класса А. В каскадах мощностью в единицы ватт схема од- нотактная, при большей мощности — схема двухтактная с небольшой ООС по току для снижения влияния разброса транзисторов на симме- трию каскада. Методики расчета каскадов в этом режиме приведены в гл 2, а также в [1.1; 2.3) и др.
В окогсечпъ»х каскадах маломощных транзисторных передатчиков (1...100 Вт) можно использовать двухтактные схемы с транзисторами в недонапряженном режиме и классе В. Методики расчета параметров этих усилителей имеются в гл. 2, а также в [1.1; 2.3] и др. В предоарительных каскадах ~оп/пых ламповых передатчиков (100...500 кВт) могут также использоваться современные биполярные и полевые транзисторы большой мощности (100...250...500 Вт). Као- кады мощностью от 1 до 5...10 кВт строятся по блочной схеме (см., например, рис. 1.15). Каждый блок может содержать несколько парал- лельно включенных двухтактных усилителей в недонапряженном режи- ме и классе В, Общая выходная мощность блока обычно не превышает 2...3 кВт. Как правило, усилительный блок дополняется индивиду-, альным блоком питания.
В каскадах передатчиков с раздельным усилением (метод Кана) в радиочастотном тракте транзисторы работают в ключевом режиме при постоянном напряжении питания и резистивной нагрузке. В двух по- следних каскадах(ОК и ПОК) транзисторы работают также в ключевом режиме, но при питающем напряжении, изменяющемся по закону огиба- ющей сигнала с ОМ. Методики расчета параметров ключевых режимов транзисторов имеются в гл. 2, а также в [1.1 и 2.3) и др, 6.6. Расчет элементов схем Правила построения схем ламповых и транзисторных передатчиков, а также методики расчета их элементов изложены в гл.
2 и 3 и в [1.1, 48Т гл. 3; 2.1, гл. 2; 2.3, гл. 3-5, 7; 1.44, гл. 3 и 4). В (6.5 и 6.12) приводятся описания и схемы ряда серийных передатчиков, Поэтому на примере одной схемы рис. 6.5 рассмотрим особенности построения предоконечных и оконечных каскадов лампово-транзисторных передатчиков с ОМ.
На рис. 6.5 представлены ламповая и транзисторная части радиочастотного тракта, включающие два последних, самых мощных каскада: оконечный усилитель 1 и предоконечныи усилитель, состоящий из четырех блоков Б1-Б4. Выше уже шла речь о том, что число блоков в ПОК может отличаться от четырех, а число двухтактных схем в одном блоке может быть больше одной. Все зависит от необходимой мощности ПОК и используемых транзисторов.
Хотя на схеме рис. 6.5 изоБражены биполярные транзисторы, здесь могут применяться и современные мощные полевые транзисторы, причем конфигурация схем почти не меняется. Все особенности схем и режимов в каскадах передатчиков с ОМ в основном направлены на повышение линейности модуляционной характеристики и стабилизации режимов в усилительных каскадах. Первый вопрос после выбора типа транзисторов (БТ или ПТ), который приходится решать при проектировании целиком транзисторных или транзисторнои части лампоео-транзисторных мощных передатчиков, — это определение числа каскадов При выходной мощности передатчика до 0,5 Вт, как правило, достаточен один каскад, при мощности же 1...5 кВт может потребоваться 5-6 каскадов ) Чтобы получить минимальное число каскадов, следует воспользоваться правилом: коэффициент усиления транзисторного каскада по мощности Кр пропорционален произведению Кр и Р( для номинального режима (см.
таблицы в гл. 1) и обратно пропорционален требуемой мощности: Кр = Р,'Кр/Р, р,в. Например (см. табл. 3.1 из [2.3)), для транзистора 2Т951В при 1т = 80 МГц, Р() 3 Вт и 10р —— 15...40 (примем 20) В каскаде с выходнои мощностью Рг — — 0,5 Вт можно получить Кр — 120 и входная мощность может быть равна Р,„4 мВт. Следовательно, если выбирать для маломощных каскадов транзисторы со значительным запасом по мощности (например, в 5...10 раз) и по мере увеличения мощности каскадов снижать запас, то можно получить в тракте минимальное число каскадов, высокую линеиность усиления всего линейного усилителя благодаря очень малым нелинейным искажениям в первых, маломощных каскадах и возможности введения глубокой ООС в последних мощных каскадах.
При этом КПД всего усилителя увеличится незначительно, поскольку он определяется последними наиболее мощными каскадами. Если допустить, что коэффициенты усиления Кр; являются членами уБывающей геометрическои прогрессии, причем эти коэффициенты уже выбраны для 'первого Крг и последнего 16ргг каскадов, а также заданы Р„„— мощность на входе ЛУ и Ргвм, — мощность на выходе ЛУ, т.е. известен коэффициент усиления всего ЛУ Яр = Ргвьеч1Ргв„, то число каскадов можно определить по формуле 1У = 21п Яр/!и 10р~ Йргн Величина 1У может быть смешанным числом, его следует округлить, При округлении в сторону большего целого числа Яр окажется больше Ряс.
в.э заданного; целесообразно уменьшить Крг и наоБорот. Коэффициенты всех каскадов можно найти из следующих соотношений: знаменатель прогрессии ггг = (Крр~(1брг)~ ~, коэффициент усиления каскада с номером 1 С 1У Крэг = Крг(гж — 1). Например, при Ргьмх — — 5 кВт, Ргж = 5 10 з Вт, Крг = 50 и Кргт =. 5 получим Яр = 1 10е; АГ = 5,004 (принимаем Аг = 5), г = 0,562 и коэффициенты усиления каскадов: Крг — — 50; Крз — — 28,2; Крз = 15,9; Кре — — 8,9 и Крв = 5. Чтобы исправить ошибку округления, можно увеличить, например, Крг до значения 50,12.
В маломощных каскадах (до 1...5 Вт) выбирается однотактная схема и очень слабое использование транзисторов по мощности Р, = = Рт„, 1(5...15). Транзистор должен работать с колебаниями класса А на согласованную резистивную нагрузку. В более мощных каскадах применяются двухтактные схемы. Для повышения симметрии плеч усилителя в цепи змиттера (или истока) обычно включают небольшие нешунтированные резисторы.
Кроме уменьшения влияния разброса параметров транзисторов эти резисторы создают ООС по постоянному и переменному токам, благодаря чему стабилизируется режим транзистора и уменьшаются нелинейные искажения НИ (рис. 6.9, резисторы Й5 и йб) В более мощных каскадах (десятки и сотни ватт на транзистор) для повышения КПД транзисторы должны работать в классе АВ, в двухтактнои схеме на рис. 6.9.
Для снижения нелинейных искажении применяется ООС по току — резисторы Вб и Вб, а также ООС по напряжению с дополнительной обмотки трансформатора Т2. Для коррекции частотной характеристики усилителя в рабочем диапазоне частот можно применять следующие меры: выбирать транзисторы с граничной частотой выше веРхней частоты диапазона 1гр > )в; пРименЯть в базовых цепЯх корректирующие ячейки С1К1, С2К2; параллельно об~лотке трансформаторов Т2 включать конденсатор С4 и настраивать получающиися параллельный контур на частоту несколько выше 1 . Такой же контур можно создать и на вторичной обмотке трансформатора Т1. В мощных усилителях с биполярными транзисторами приходится вводить систему защиты транзисторов от перегрева и лавинообразного 488 489 нарастания коллекторного тока. Для этой цели на радиаторе транзисто- ров ЧТ1 и ЧТ2 укрепляются вблизи транзисторов термочувствительные диоды ЧО1 и ЧО2.
При повышении температуры радиатора сопроти- вление диодов падает, уменывается напряжение еб, транзистора ЧТЗ, снижается ток этого транзистора и уменьшается напряжение смещения транзисторов ЧТ1, ЧТ2. Более простое, но менее эффективное решение защиты мощных транзисторов получается, если смещение на базу подается с делителей напряжения К1К2 и КЗК4 (см. рис.
6.8), а резисторы К2 и КЗ выбраны термозависимыми и укреплены на радиаторе. Применение в делителях напряжения термозависимых диодов не рекомендуется из-за увеличе- ния нелинейных искажении. Для более эффективнои защитьг вместо ЧТЗ, в качестве усилителя,, постоянного тока, применяются микросхемы [3.25, с. 106 и 132-134[, а в качестве термодатчика — эмиттерныи переход мощных транзисторов, размещенных на радиаторе транзисторов ЧТ1 и НТ2 (см. рис.
6.8), Методику расчета цепей частотной коррекции можно нанти в 5 3.8. Схемы связи между предоконечным (ПОК) и оконечным (ОК) кас- кадами передатчика рассмотрены в гл. 3. Эти схемы долх<ны выполнять следующие задачи: 1) фильтрацию гармоник, поскольку при наличии гармоник в напряжении возбуждения ОК уровень нелинейных искаже- нии, осоБенно при работе в классах АВ и В, заметно увели <ивается, 2) согласование каскадов по напряжению и мощности. Это означает, что схема связи должна трансформировать анодное напряжение ПОК ба ппк к входному напряжению возбуждения ОК Г<х пк и выходную мощность ПОК к входной мощности Рпхпв, В [1.1, рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
