Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 52
Текст из файла (страница 52)
8.19 О = оо(///о)" бл, дБ, (3.18а) (3.185) Херр, = 0,4.10 ~/зяш~В/у,р, (3.14б) 7пх.тр = //~ /д /6/с. 233 где 7шр. р 6 подставляют из (3.9), а В/р,б,„рассчитывают по (3.12) на частотах /„и /з 9. Подбирают гп колец или трубок так, чтобы их объем )гю = т)/1 —— = (гп/4)я(/22 — г/2) был не ниже (/ш1п согласно (3.17). Уточняют значение продольной индуктивности: для одновитковой конструкции — по (3.14а), в которую подставляют / = тЬ; для многовитковой конструкции сначала определяют число витков: (0,7...
0,9)Х ш = для конструкции на рис: 3.18, б, в; // — г/+ 2птЬ+4Ь* (О 7 . 0 9)/л и = ', ' для конструкции на рис. 3.18, г, 2(/) — ог) + глЬ + 4Ь* где Ь' = Ь вЂ” толщина или Ь' = а — внешний диаметр кабеля (рис. 3,15), и затем рассчитывают (2.3) где 1)ар — — 0>5(/) + г/). Значение /яррз,„должно быть не меньше 7ар р,б. Отметим, что для достижения максимальной /,„р р„„в одновитковой конструкции надо стремиться увеличивать отношение 1//г/, для чего диаметр колец или трубок выбирать близким к диаметру (сечению) линии (линий).
В многовитковой конструкции нужно увеличивать также отношение /)/г( и число витков. Для этого желательно, чтобы форма сечения феррита была ближе к квадрату, наматывать линию на феррит надо вплотную виток к витку. Кроме того, надо стремиться снижать размеры ферритовых колец (трубок), чтобы линия (линии) размещалась равномерно по всей окружности и заполняла полностью внутренний диаметр. Если все же р„р рзоч < /пр.трао, то надо увеличить длину линии /д. Наоборат, ЕСЛИ Впр.рпгч ЗНаЧИтЕЛЬНО бОЛЬШЕ Вар тр 6 НужНО уМЕНЬШатЬ /и, т.е, снижать И. Все это может потребовать изменения размеров и конструкции трансформатора. Практически после расчета и изготовления трансформатора измеряют продольную индуктивность внутреннего или наружного проводника линии на частоте, близкой к /и, и при напряжении, близком к расчетному (/пр 10.
ОпРеделЯют магнитнУю индУкцию В/р 6 длЯ одновитковой конструкции по (3.13а) при /д пп тЬ, для многовитковой — по (3.13б). 11. Определяют удельные тепловые потери в феррите: рф = 2,5/В/р,б/(/зЯ(В/, /)), Вт/смэ, где фВ/, /) уточняют по табл. 3.4. Расчеты В/р,о и затем ргф надо проводить в диапазоне от /и до /з, чтобы определить наибольшее ! рфшзх' 12.
Рассчитывают мощность потерь в объеме гп сердечников: Рф = 0,25ти(Р— г( )/зРфшзх, Вт. 13. Определяют потери в линиях на частоте /: где значения ао и /о берут из табл. 3.3 или [3.9, табл. 7.1-7.13]; и— показатель степени (принимают равным 0,5...1,0); 8л — геометрическая длина линии, м. 14. Рассчитывают КПД трансформатора г) = 10 оР„/(Р„+ Рф). Для трансформатора, работающего на низкие нагруэочные сопротивления (доли ома), так что 7, 6, Я„находят эквивалентное входное сопротивление, определяемое последовательным включением сопротивления /7зх — — зУаВп и индуктивности (рис. 3.19): Отметим, что в общем случае при комплексной ниэкоомной нагрузке надо вместо Взх записывать хъх ж Аг юя. г Пример.
Рассчитать повышающий трансформатор с несимметричными входом я выходам; диапазон частот 2.. ЗО МГц; трансформируемые сопротивления Вп = 50 Ом, В,„= 5 Ом; мощность з нагрузке Р„= 100 Вх КБВ трансформатора не ниже 0,85. 1. Выбираем схему трансформатора на рис. 312. Определяем число линий „/Вп/Взп = 3,2, округляем яо трех и уточняем входное сопротивление Взх = 50/9 = 5,5 Ом.
2. Необходимое волновое сопротивление линии Я, ю;/50 5,5 = 16,58 Ом. 3, Амплитудные значения напряжения и тока з нагрузке Г/и = ь/2 ° 100 ° 50 и = 100 В, 1 =,/2 100/50 = 2 А; напряжения и токи з линиях Г/д = 1/„/3 = 100/3 = = 3,3 В, 7» = 1п = 2 *; продольные напряжения 1/„рз = бб,б В, Г/прз = ЗЗ,З В, 1/прз = 0; инЛУктизности Впр.гр«зз = (1/0,1)(66,6/2)(1/2 ° 3,14 2 ° 10 ) = 0,027 мГн (по табл. 3.7 приняли аз = 0,1 для аз = 1 при КБВзр > 0,895 на / -ч /„), ьпр зр зз = 0,0135 мгн, Ь р р зз 4. По табл.
3.3 выбираем полосковый кабель РП18-5-11 с волновым сопротивлением Яп = 18,8 Ом и геометрическими размерами и = 5 7 мм, 6 = 1,7 мм. Рассчитываем на / > /„КБВ,р — — 16,58/18,8 = 0,88. Определяем Г/д „вЂ” — ° /1,76/30,0 ° 145 = = 36 В, 1д „- ~/1.76/30,0 8 = 4 А ня частоте / ю 30 МГц. 45 3 10зо 1 5. Определяем геометрическую длину линий / ю — ж 89 см 360 ,/2 1 30 10в (пря И = 45п). 6. По табл. 3.4 выбираем феррит 200ВНСс дп = 200; Г2 = 130при В = 0,001 Тл и Г2 = 80 при В = 0,02 Тл на / = 3 МГц и Я = 40 при В = 0,001 Тл нв / = 10 МГц.
и с яг.тч.. гн.. и = с Г. ьгл ь г= 2 МГц при Р,' = 0,2... 1,0 Вт/смз. Поскольку Вз > 0,001 Тл, уточняем при г2 м 80 значение Вг = 0,0235...0,0565 Тл. Аналогично определяем значение Вур е,„на / = 30 МГц: Взо ( (02...10) 200 ° 20/25 ° 30 10е = 0003...00072 Тл С запасом принимаем Вз 0,015 на 2 МГц и Взе м 0,002 на 30 МГц. 7. Выбираем многовитковую конструкцию на рис.
3.18,б. Определяем минимальный объем,феррита для первой линии: 66 бз 200 10 ° 3,14 (2 10е)з 0,015з ° 0,026 10 на /„ = 2 МГц. При расчетах на 30 МГц объем получается меньше. Из тзбл 3.5 выбираем сердечник с В = 2 см, Ы = 1 см, 5 = 0,75 см и определяем его объем: У = 0,25 3,14 (2з — 1з) 0,75 = 1,76 смз.
Однако на таком маленьком кольце нельзя разместить кабель шириной а = 5,7 см и длиной 1 = 89 см. Поэтому из табл. 3.5 берем сердечник с гораздо большими размерами: Р = 5 см, Ы = 3 см, 5 = 1 см. (О, 7 ...О, 9)89 8. По (3.18а) определяем число витков ы = ' ' = 15. 5,0 — 3,0+ 2 ° 1 1+ 4 ° 0,17 Пятнадцать витков кабеля шириной а = 5,7 мм будут занимать площадь 5,7 х х15 = 855 мм. Периметр кольца по внутреннему диаметру составляет яЗО = 94 мм, т.е. все витки помещаются в один слой на кольце. Оценим по (3.146) продольную индуктивность Ь р,р„— — 0,4.10 з 200 15з 1/4 = 0,0045 нГн, где о = 0,5 1.1(5-3) = ы 1 смз, В,р — — 0,5(5+3) = 4 см. ПосколькУ Сэр р„т значительно больше тРебУемой Берле,е, то можно уменьшить длину линии до 60 см и сократить число витков до 12, При ег = 12 будет В р р,т — — 0,03 мГн.
9. По (3.136) оцениваем величину Взр,е = 10 ° 66,6/(2- 3,14 ° 2 ° 10 1 ° 12) = ю 0,0044 Тл на 2 МГц и Взор в = 0,0003 Тл нэ 30 МГц. 10. Удельные тепловые потери в феррите р~ — — 2,5 ° 2 10е(0,0044)з/(200, 80) = Ф = 6,05.10 з Вт/смз нв частоте 2 МГц при О = 80 и р' = 2,5 ЗО 10з (0,0003)з/(200х х20) = 1,68 ° 10 з Вт/смз нз частоте ЗО МГц при Г2 = 20, 11.
Мощность потерь в сердечнике Рф = 0,25 ° 1 3,14 (5з — Зз) 6,05 ° 10 — 0,076 Ет. 12. Потери в линии на частоте 30 МГц а = 0,15 ° (30/30) ° 0,6 = 0,09 13. КПД трансформатора л = 10 е т'е ез100/(100+ 0,1) = 0,98, где мощность потерь во второй линии принята 0,25 от мощности потерь в первой линии. 3.4. Проектирование и расчет широкодиапазонных выходных цепей связи гвв В широкодиапазонных ГВВ и передатчиках в заданном диапазоне частот от /к до / требуется обеспечить в нагрузке, близкой к резистивнои Ев(/) — Н„, колебательнУю мощность Р„(7) с допУстимой неРавномеРностью ЬРкдоо.
Обычно заданы входнаЯ мощность РехЦ) ез сопз1 или входное напряжение (7 (/) - сопз1 на входном сопротивлении, близком к резистивному (например, равному 50 или 78 Ом). При проектировании добиваются коррекции АЧХ в каждом каскаде, чтобы при работе на любой частоте заданного диапазона в каждом т'-м каскаде обеспечивался постоянныи уровень выходной мощности Рк;(/) дг сопз1 с некоторой неравномерностью ЬРкг, а также постоянный и близкий к максимальному КПД выходнои цепи генератора.
Для этого нагрузочное сопротивление в выходнои цепи данного каскада должно быть 234 близко к постоянному и резистивному 7зх(/) оз Явх. Одновременно при построении входных и межкаскадных ЦС необходимо добиваться того, чтобы у них входное сопротивление было также близко к резистивному и постоянному Я (/) сз гъ,х, так как оно определяет нагрузку для предыдущего каскада (1.Ц. Рассмотрим построение выходных широкодиапазонных ЦС транзисторных и ламповых ГВВ. В ГВВ на биполярных транзисторах, работающих в недонапряженном и граничном режимах, шунтирующее действие выходной емкости не столь значительно на частотах до 30... 100 МГц.
Это позволяет строить ГВВ по двухтактным схемам на широкополосных трансформаторах (см. 3 2.2). На более высоких частотах сказывается шунтирующее деиствие выходной емкости. Поэтому выходную ЦС строят как цепь широкополосного согласования, в которой в заданной полосе частот, достигающеи 100 МГц и более, компенсируется влияние выходной емкости. При этом на частотах до 1... 2 ГГц на балансных транзисторах (транзисторных сборках) ГВВ выполняют двухтактными на отдельные поддиапазоны (см. табл.
2.1), а на обычных транзисторах и на более высоких частотах ГВВ строят однотактными, в том числе и по квадратурным схемам. Сказанное остается верным для ГВВ на МДП-транзисторах с учетом того, что при Более высоких напряжениях питания на стоке Ес и отсюда Большей величине Л „при тех же значениях С„,„шунтирующее их действие проявляется гораздо сильнее, т.е. на более низких частотах. В ключевых ГВВ на биполярных транзисторах выходная емкость сказывается на частотах выше 10...20 МГц, а в полевых МДП-транзисторах — выше 1...2 МГц.
Для компенсации ее влияния от генераторов с резистивнои и фильтровой нагрузками переходят к генераторам с формирующим контуром, в емкость которого входит выходная емкость транзистора. В ламповых ГВВ влияние выходной емкости проявляется на частотах выше 0,1...1 МГц. Поэтому, если выходные ЦС ламповых генераторов в диапазоне 0,18...1,8 МГц и выше строить неперестраиваемыми, то как цепи широкополосного согласования (см. ниже). Это относится к ЦС телевизионных передатчиков, где полоса частот достигает порядка 8 МГц. Широкодиапазонные каскады ламповых передатчиков метровых-дециметровых волн, полоса частот которых может составлять 20... 80 МГц, строят по схеме УРУ (см.3 2.10). Рассмотрим построение цепей согласования на примере низкочастотных цепей (полоса от 0 до /в) при заданном одном (на входе или выходе схемы) реактивном элементе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
