Передатчик транкинговой цифровой связи TETRA. Передатчик транкинговой цифровой связи tetra

• Название: Передатчик транкинговой цифровой связи tetra
• Анкор: Передатчик транкинговой цифровой связи TETRA
• Дата: 25.05.2022
• Размер: 2.53 Mb.
• Имя файла: prov_4_10314413.docx
• Тип: Курсовой проект; #548718
• страница: 5 из 6

3.2 Расчёт усилителя мощности

Расчет коллекторной цепи:

Расчет коллекторной цепи обычно ведется при заданной колебательной мощности Р₁ (в двухтактных генераторах – при заданной мощности Р₁, приходящейся на один транзистор) и определенном напряжении коллекторного питания, а в ряде случаев – при заданном нагрузочном сопротивлении R_эк.

Расчет коллекторной цепи транзистора необходимо вести с учетом возможности рассогласования нагрузки. Для оконечного каскада передатчика нагрузкой является фильтр гармоник, построенный на. Нагрузкой предоконечного является входное сопротивление оконечного каскада. Потери будут минимальны, работать на 2 Вт будет ПАВ-фильтры успешно применяются в приемопередатчиках, при дуплексной передаче и в гетеродинах благодаря малому размеру, а также продолжительному сроку службы. Так как входное сопротивление фильтра ПАВ в диапазоне рабочих частот может отличаться от номинального поэтому и потерь как таковых будет немного

Входное сопротивление фильтра ПАВ в диапазоне рабочих частот может отличаться от номинального R_н.ном= R_к. Область возможных отклонений ∆Z_н относительно R_н.ном определяется допустимым коэффициентом бегущей волны в нагрузке КБВ_н (или коэффициентом стоячей волны КСВ_н=1/ КБВ_н). К оконечному каскаду фильтр ПАВ подключается через согласующие цепи передатчика, которые проектируются на заданный КБВ_ф в рабочей полосе частот. Для оценки результирующего рассогласования, создаваемого этими последовательно включенными цепями, нагруженными на комплексное сопротивление Z_н, надо в диапазоне рабочих частот f_н…f_в рассчитать результирующее входное сопротивление Z_вх, а затем оценить минимальный КБВ_вх на входе как наибольшее отклонение ׀∆Z_вх׀ входного сопротивления Z_вх относительно номинального сопротивления R_вх.ном, равного R_эк для транзисторов оконечного каскада. Поскольку расчет Z_вх оказывается очень трудоемким, ограничиваются приближенной оценкой КБВ_{вх min} Значение КБВ_{вх min} в оконечных каскадах не должно быть ниже 0,5…0,6; а в предоконечном и предварительных каскадах допустимое снижение КБВ_{вх min} до 0,2…0,5.

Принципиальная схема этого каскада представлена на рисунке 3.7

В качестве усилительного элемента используем биполярный транзистор 2Т941А.

Для получения заданной мощности используем два транзистора 2Т941А, включенные параллельно в классе В, по схеме с общим эммитером.

Принципиальная схема каскада показана на рисунке 3.7

Рисунок 3.7– Принципиальная схема оконечного каскада УМ

1. Амплитуда первой гармоники напряжения U_К1 на коллекторе
 

(3.1)


где напряжение коллекторного питания Е_К=5В.

При полном использовании транзистора по напряжению (U_Кmax ≤U_{к доп}) из условия
Е_К= U_{к доп}- U_К1max= U_{к доп}-(1,2…1,3) U_Кгр,
где коэффициент 1,2…1,3 учитывает увеличение U_К1 при переходе в перенапряженный режим, и принимая U_Кгр=(0,7…0,9)Е_к, определяем
ЕК≤(0,45…0,54) Uк доп , (3.2)
5 ≤ 0,45*30

5 В < 13,5 В

2. Максимальное напряжение на коллекторе не должно превышать допустимого:
U_Кmax= Е_К+ (1,2…1,3) U_К1гр≤ U_{к доп}, (3.3)
U_Кmax=5+1,2∙ 3.704=9.444 В
9.444 В<30 В

3. 
   Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
   

 (3.4)

4. 
   Постоянная составляющая коллекторного тока:
   

 (3.5)


0,287 А

5. Максимальный коллекторный ток:
 (3.6)


0,897 А < 1 А

6. Максимальная мощность, потребляемая от источника коллекторного питания:
 (3.7)


7. Коэффициент полезного действия коллекторной цепи при номинальной нагрузке:
 (3.8)


8. Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе транзистора:
 (3.9)


9. Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки (в двухтактных генераторах для транзистора в одном из плеч):
 , (3.10)


Расчет входной цепи транзистора:

Приводимая ниже методика расчета входной цепи для схем с ОЭ справедлива на частотах до (0,5…0,8)f_т. Если рабочая частота оказывается выше, то следует брать более высокочастотный транзистор. Для транзисторов СВЧ (f≥500…1000МГц) существенную роль играют LC-элементы, образующиеся между кристаллом и корпусом транзистора. Это относится и к более низкочастотным транзисторам, внутри корпуса которых встроены согласующе -трансформирующие LC-цепи.

При расчете входной цепи транзистора с ОЭ предполагается, что между базовым и эмиттерным выводами транзистора по ВЧ включен резистор R_доп, сопротивление которого
 (3.11)

1. 
   Амплитуда тока базы
   

 (3.12)
где χ=1+γ₁(θ)*2π*f_Т*C_К*R_ЭК ,

 ,



2. Напряжение смещения на эммитерном переходе
 (3.13)
Если ׀Е_Б׀≥ , можно уменьшить сопротивление от R_доп по сравнению с (3.11).

Напряжение Е_отс принимают равным 0,5…0,7В – для кремниевых.



0,65В < 3В

3. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе
 (3.14)


3. Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов
 (3.15)




5. В эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора на рисунке 3.8 L_вхОЭ, r_вхОЭ, R_вхОЭ и С_вхОЭ находятся по формулам


Рисунок 3.8 – Эквивалентная схема входной цепи транзистора

 (3.16)

 (3.16а)








6.Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора Z_вх=r_вх+jx_вх:

 (3.16в)





7. Входная мощность
 (3.17)



8. Коэффициент усиления по мощности транзистора
 (3.18)


Полученный коэффициент усиления больше предусмотренного в расчете структурной схемы усилителя мощности.