|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахунок резонансного підсилювача потужності
1. Визначимо ємність активної області колекторного переходу.
Ска=Ск/(1+Кс)
= (
)=1,36пФ
2. Визначимо ємність пасивної області колекторного переходу з врахуванням ємності між виводами колектора і бази.
Скп=Ск - Ска = (4,1-1,36)*10-12=2,74пФ
3. Так як tк=r¢б*Ска, знаходимо омічний опір бази.
r¢=
=
=16,09 Ом
4. Знаходимо омічний опір емітера
r¢=
=
=0,766Ом
Вибір кута відсікання
Оцінемо можливість роботи транзистора з нульовим зміщенням:
1. Перша гармоніка колекторного струму в нульовому наближені.
Ік0 =
=0,25*0,3*18(1
- 
)=0,217А
Х=
=
=0,296
2. Параметри нелінійної моделі транзистора при струмі ік ср=І0к1
а) Низькочастотне значення крутизни:
Sn=
=
=2,26А/В
б) Опір втрат рекомбінації
rb=b0/Sn =20/2,26=8,85Ом
в) Низькочастотний коефіцієнт передачі по переходу
Кп=(1+Sn*r¢є+r¢б/rb)-1=(1+2,26*0,766+16,09/8,85)-1=0,219
г) Крутизна статичних характеристик колекторного струму
S=Kn*Sn=2,26*0,219=0,49А/В
д) Параметри інерційності
ns=f*S*r¢б/fт=
=3,94
nb=
=
=10
nє=2pf*r¢б*Се=2*3,14*107*16,09*20-12=0,29
3.Обчислюємо узагальнений параметр інерційності та коефіцієнти розкладання
а=
=
=0,461
b1-1(q;а)=
=
=0,0101
По графіку залежності коефіцієнтів розкладання b1-1 від кута відсікання при різних параметрах а знаходимо кут відсікання q =102°
При цьому куті відсікання g1=0,631, a1=0,522, g1=1,47
Висота імпульсу та перша гармоніка струму при q =102°
При цьому куті відсікання cos102°= - 0,207
4. Висота імпульса та перша гармоніка струму при q =102°
Z=0,5*(
)=0,5*(
)=0.089
Ік мах=Sk*Ek*Z=0,3*18*0,089=0,48A
Ік1=a1*Ік мах=0,522*0,48=0,269А
Як бачимо І0к1»Ік, тому розрахунок продовжуємо
5. Максимум оберненої напруги на ємітерному переході.
Un
max=
=
=1,087В
Оскільки виконується умова Un max< Uєб max, 1,087< 5
Розрахунок колекторного ланцюга
6. Коливна напруга на колекторі
Uкє=
=
=12,16В
Ек+Uке<Uке мах, 18*12,16<135
7. Визначимо провідність навантаження
Gk=
=
=22,12мСм
8. Постійна складова колекторного струму і потужність яка використовується від джерела живлення по колекторному ланцюгу.
Ік0=
=
=0,18А
Р0=Іко*Ек=0,18*18=3,24 Вт
9. Потужність, яка розсіюється на конденсаторі
Рр.к =Р0 – Р1=3,24-1,8=1,44 Вт
10. Електронний ККД колекторного ланцюга
h=
=
=0,66
З метою перевірки правильності розрахунків знаходимо коефіцієнт використання колекторної напруги та електронний ККД колекторного ланцюга. Для цього знайдемо коефіцієнт використання колекторної напруги x
x=1 – Z 1 – 0,089=0,911
hе=0,5g1x=0,5*1,47*0,911=0,669
Як ми бачимо hе і h майже однакові
11.Знаходимо Н – параметри
а) Вхідний опір в режимі малого сигналу, його дійсна та уявна частини:
dН11в=
=
=0,239
Н11в=r¢б+ r¢е+wт Lе+dН11в=0,766+16,09+20*106*3*10-9+0,239=17,13 Ом
dН11м=dН11в*nb=0,239*10=2,39
dН11м=wт*Lе - 
+dН11м=2*3,14*50*106*3*10-9
–
- 
= - 343, Ом
б) дійсна та уявна частини коефіцієнта оберненого зв`язку по напрузі в режимі малого сигналу
Н12в= - w*Ск*Н11м= - 2*3,14*50*106*4*10-12*(- 343) = 0,43
Н12м=w*Ск(Н11в
- rб), де rб1=
rб1=
=0,23 Ом
Н12м=2*3,14*107*4*10-12(17,13-0,23) =0,0041
в) знаходимо фазу та модуль коефіцієнта оберненого зв`язку
j12=arctg(
) =arctg(
) =0°59¢
|H12|=
=
=0,241
г) знаходимо фазу та модуль коефіцієнта передачі
j12= - arctgnb= - arctg10= - 84°17¢
|H21|=n1*fT
/f=
=0,244
д) дійсна та уявна частини вихідної повної провідності
Н22в=wт * Ск * g1=2*3,14*20*106*4*10-12*0,611=319 мкСм
Н22м=
=
=3,18*10-5 См
12. Складові добутку Н12 Н21:
а) модуль добутку Н12 Н21:
| Н12 Н21|=0,244*0,241=0,0588
б) фаза добутку Н12 Н21:
j= j12+j21=0°59¢-84°17¢= - 83°36¢
в) дійсна та уявна частини добутку Н12 Н21:
(Н12 Н21)в = | Н12 Н21|*cosj=0,0969*cos(-81°02¢) =0,015
(Н12 Н21)m=| Н12 Н21|*sinj=0,0969*sin(-81°02¢) = - 0,0953
13. Складова вихідного опору і уявна частина провідності навантаження.
Rвх=
Н11в - 
=17,13 - 
=16,42 Ом
Хвн
= Н11м - 
= - 291 - 
=-286,75
14. Коефіцієнт підсилення потужності
Кр=
=
=4,31
15. Потужність збудження і амплітуда вхідного струму:
Рб1=Р1/Кр=1,8/4,31=0,418 Вт
Іб1=
=
=0,226 А
16. Сумарна потужність розсіювання та загальний ККД каскаду:
Рроз=Рр.к+Рб1=1,44+0,418=1,858 Вт
Рроз<Рк мах=
; 1,858 <
=5 Вт
hзаг= 
=
=0,53hт
Коефіцієнт корисної дії трансформатора знаходиться при розрахунку ланцюга зв`язку з навантаженням.
Колекторний ланцюг зв`язку. Розрахуємо П – трансформатор з додатковим фільтром (мал. 1)
R1=1/Gk=1/22,12*10-3=45,2 Ом
R2=Rф = 200 Ом
Df=0,4МГц
Qå=Q1+Q2+Qф»f/(2Df)»
=25
Нехай Q1=6. Тоді
Q2=
=
=12,75
Qф= Q å - (Q1+ Q2)=25 – (12,75+6)=6,25
С3=
=
=2113 Пф
С4=
=
=1015 Пф
L2=
=
=3,64*10-7
Гн
Lф=
=
=1,2*10-7 Гн
Сф=
=
=2309,4 пФ
При Qx.x=100 ККД трансформатора
hт=
=
=0,8
Базовий ланцюг зв`язку. Вякості вхідного ланцюга зв`язку візьмемо Т – трансформатор (мал. 2)
R1=Rвих=90 Ом
R2=Rвх=16,42 Ом
Для того, щоб забезпечити режим збудження транзистора від джерела гармонічного струму необхідно, щоб виконувалась умова
Q22>
- 1; Q22
>5,48
Тому беремо Q2=15
Q1=
=
=6,34
L1=
=
=3,92 мкГн
С1=
=
=27,9 пФ
С2=
=
=37,16 пФ
19. Розрахунок додаткової індуктивності в колекторному та базовому ланцюгах.
Lдр1=
=
=14,3 мкГн
Lдр2=
=
=7,1 мкГн
Специфікація
Конденсатори
| Позначення | Тип елементу | кількість | примітка |
С1 |
К10-17-50-30 пФ ± 5% |
1 | |
| С2 | К10-17-50-40 пФ ± 5% | 1 | |
| С3 | К10-17-50-2113 пФ ± 5% | 1 | |
| С4 | К10-17-50-1015 пФ ± 5% | 1 |
Котушки індуктивності
| L1 | 4 мкГн | 1 | |
| L2 | 37 мкГн | 1 |
Дроселі
|
Lдр1 |
15 мкГн | 1 | |
|
Lдр2 |
8 мкГн | 1 |
Транзистор
| VT1 | КТ-805Б | 1 |
Висновки
В даній курсовій роботі було розраховано резонансний підсилювач потужності на транзисторі. За значенням граничної частоти та максимальної потужності було обрано транзистор КТ-805Б. Була застосована Н - схема резонансного підсилювача потужності зі спільним емітером та паралельним живленням колекторного кола.
В ході розрахунків отримано:
-загальний коефіціэнт корисної дії каскаду hзаг=0,42
-коефіцієнт підсилення потужності Кр=4,31
-кут відсікання колекторного струму Ðq=102°
Розрахований резонансний підсилювач потужності працює у граничному режимі роботи. Отже, будуть реалізовані найкращі енергетичні показники.
В якості базового та колекторного кіл було обрано n-транзистори. При розрахунку отримали номінали елементів, що входять до складу резонансного підсилювача потужності. Вони представлені в специфікаціі.
Розрахована схема має достатній коефіцієнт підсилення та корисної дії і являється високочастотною, що визначає її використання у військовій техніці зв’язку.
Література
1. Терещук М.Т. Полупроводниковые приемо-уселительные устройства. – К.: научная мысль, 1989,- 672с.
2. лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам.-К.: Научная мысль, 1984,- 424с.
3. Богачев В.М., Никифоров В.В. Транзисторные уселители мощности.-М.: Энергия, 1978,-344с.
4. Теплов Н.Л. Нелинейные радиотехнические устройства.-Л.:ВКАС,1972,-353с.
5. Хопов В.Б. и др. Военная техника радиосвязи.-М.: Военное издательство,1982,-440с.