Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Таким образом, в одном ГВВ сочетаются достоинства двухтактной схемы на балансных транзисторах и квадратурного построения. 2,3, Расчет ГВВ на биполярных транзисторах Вводные замечания. Расчет электрического режима транзистора состоит из двух этапов: расчет коллекторной цепи и расчет входной 106 цепи. Расчет коллекторной цепи можно проводить независимо от схемы включения транзистора, а входной — раздельно для схем с ОЭ или с ОБ. При обеих схемах включения транзистора его входная цепь (цепь возбуждения) строится таким образом (2.3), чтоБы транзистор работал без отсечки тока в классе А (д = 180') либо с отсечкой тока в классе В (О = 90'). При этом импульсы коллекторного тока должны быть блиэ! кими к симметричным отрезкам косинусоиды, что, например, особенно важно при построении двухтактных генераторов.
Расчет генератора проводится при заданной колебательной мощности Р,. В двухтактных генераторах — при заданной мощности Ры приходящейся на один транзистор, в двухтактных генераторах на балансных транзисторах на половинную мощность, развиваемую данным прибором. Общие рекомендации по выбору транзистора и схемы его включения для заданных мощности Р, и частотного диапазона 7н...7' даются в з( 1.3. В результате расчета выходной и входной цепей генератора находятся электрические параметры, в частности соответственно нагрузоч- НОЕ 7г,к И ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ Х „= 7тэх+)Хз„НЕПОСРЕДСтВЕННО На выводах кристалла прибора (в балансных транзисторах — на выводах каждои его половины).
Для определения нагруэочного сопротивления, которое необходимо подключать к выходным выводам транзистора, и входного сопротивления на его входных выводах надо пересчитать соответственно 77,х и Я „с учетом как индуктивностей выводов транзистора, так и специально встроенных либо технологически образованных ЕС-элементов внутри корпуса прибора. Алгоритм такого пересчета дается в 1 2.5 на примере генератора на полевом транзисторе с барьером Шоттки диапазона СВЧ. Расчет коллекторной гсепи. Для современных мощных биполярных транзисторов, как правило, оговаривается номинальное напряжение коллекторного питания Ек „.
Напряжение коллекторного питания Е„„может быть задано в ТЗ на проектируемыи передатчик, в частности его источниками питания, аккумуляторами и т.д., либо выбираться согласно ГОСТУ. Иэ числа стандартных питающих напряжений, получаемых от выпрямителей, в транзисторных каскадах передатчиков могут использоваться следующим 3; 4, 5; б, '9; 12; 15; 20; 24; 27; 30; 48; 60; 80 В. НаиБолее часто используются б, 12; 24; 48 В. По согласованию с заказчиком могут применяться 6,3; 12,6; 40 В. В последние годы для аппаратуры связи с подвижными объектами (сотовой, транкинговой, радиальной, ...) выпускаются транзисторы, специально рассчитанные на низкие питающие напряжения гальванических батарей или аккумуляторов. Здесь рекомендуются напряжения 5,8; б; 8,5; 12,5 В.
Использование при невысоких питающих напряжениях 6...12 В более высоковольтных транзисторов, рассчитанных на 27...50 В, приводит к существенному снижению мощности, КПД и Кр. Если напряжение Е „не задается, то в мощном оконечном каскаде его можно определить исходя иэ допустимого Ех дьп или полного использования транзистора по напряжению, когда Екыэх: Екьдьп или 107 Е„ад „. При этом можно получить более высокие значения КПД и коэффициента усиления по мощности Кр, а в некоторых случаях снять с транзистора колебательную мощность Р, большую, чем Р,', указанную в [1.2-1.4 и табл.
1.1] для данного транзистора. Если транзистор заведомо недоиспользуется по мощности (Р~ < Р(), целесообразно занижать Е„„„на 20...30 % по отношению к допустимому значению, что значительно повышает надежность его работы, хотя и несколько снижает КПД и Кр, а также увеличивает рассеиваемую на нем мощность. В предоконечном каскаде, особенно если оконечный каскад состоит из нескольких модулеи, в большинстве случаев стремятся испольэовать те же транзисторы, что и в оконечном.
Поэтому для них напряжение -Е„выбирают равным или несколько меньшим по сравнению с Е„оконечного каскада Питание осуществляется от того же источника, что и оконечного каскада, но через гасящее сопротивление в коллекторной цепи. Снижение Е„в первую очередь повышает надежность работы транзисторов, хотя при этом может снизиться Р~ и Ер. В предварительных маломощных каскадах, как правило, используют другие типы приборов — менее мощные и часто с меньшим напряжением питания, которое осуществляется от отдельного источника либо от того же источника через гасящие сопротивления.
Расчет коллекторной цепи транзистора проводят с учетом возможного рассогласования нагрузки. Для оконечного каскада передатчика нагрузкой Е„является входное сопротивление антенны или согласующего устройства, устанавливаемого перед антенной. Нагрузкой предоконечного и предварительных каскадов является входное сопротивление последующего каскада. Входное сопротивление антенны или согласующего устройства на рабочей фиксированной частоте, а тем более в диапазоне рабочих частот может отличаться от номинального Л«аьи. Область возможных отклонении Яэ относительно Лэ аьи определяется допустимым коэффициентом бегущей волны в нагрузке КБВ„(или коэффициентом стоячей волны КСВ„= 1у'КБВ«). К транзистору оконечного каскада нагрузка подключается через выходную цепь связи (фильтрующую систему).
В уэкодиапаэонных, резонансных оконечных каскадах обычно нагрузочное сопротивление 7а трансформируется в выходной ЦС (фильтрующей системе) в необходимое Л „для транзистора. В широкодиапазонных каскадах выходная ЦС (фильтрующая система) проектируется на заданный КБВф в рабочеи полосе частот (см. 1 3.4 и 3.10). Кроме того, мостовая схема сложения, устанавливаемая в оконечном каскаде, может также вносить некоторые рассогласования на входе, определяемые своим КБВ„. Для оценки результирующего рассогласования, создаваемого этими последовательно включенными цепями, нагруженными на комплексное сопротивление хю надо в диапазоне рабочих частот у'«...,Гэ рассчитать результирующее входное сопротивление 7 „и затем оценить минимальный КБВ „на входе, определяющий отклонение г«Я» входного сопротивления 7 „относительно номинального сопротивления Л „„,, равного Л,„ для транзисторов оконечного каскада.
Поскольку расчет 7 „ 108 оказывается очень трудоемким, ограничиваются приближеннои оценкой КБВ«хааа. С запасом КБВ« ааа можно определить как произведение КБВ всех последовательно включенных цепеи и КБВ„нагрузки: КБВ„;а — — КБВ„КБВфКБВ„. (2.2) В предоконечных и предварительных каскадах приведенное нагрузочное сопротивление для транзистора также может быть рассогласованным иэ-эа изменений Ь7«входного сопротивления транзистора последующего каскада и, кроме того, из-за рассогласования в межкаскадных цепях связи и трансформаторах и в схеме деления мощности.
Оценивать КБВэ„„„э для этих каскадов можно по этой же формуле. Значение КБВ „;„в оконечных каскадах не должно быть ниже 0,5... 0,7; в предоконечном и предварительных каскадах допустимо снижение КБВ„» ы,ь до 0,2... 0,5. Расчет коллекторной цепи надо вести так, чтобы при номинальном нагруэочном сопротивлении Л,„„„обеспечивался граничный режим, т.е. Л «.эьи = Л «гр Тогда при уменьшении нагруэочного сопротивления (~7,«< Л„„, ) транзистор будет переходить в недонапряженныи режим, при увеличении (~7,«) Лэ««ьи) — в перенапряженный При этом мощность в нагрузке изменяется в меньшей степени (Рз ы«»/Р~ «» «3 1~КБВ«»), а КПД и Лр остаются близкими к максимальным. Расчет выполняют исходя из заданной номинальной мощности Р,„, при работе транзистора в граничном режиме.
Граничный режим можно считать оптимальным на низких и средних частотах. Величина г«ы транзистора находится по выходным статическим характеристикам 1«(е«) На высоких частотах, где коэффициент усиления становится низким, для его повышения за счет некоторого снижения КПД переходят в слегка недонапряженный режим работы транзистора. При этом расчет коллекторной цепи ведется с использованием формул для граничного режима, только значение га„, увеличивают в 1,5...3,0 раза.
В последующие расчетные соотношения входят а и у — коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов с углом отсечки 0 (или э. — О) и ряд параметров транзисторов, которые берут из табл. 1.1 и справочных данных (1.2-1.4). Расчет выполняют в следующей последовательности. 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
