Расчет коллекторной цепи - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией

Для современных мощных биполярных транзисторов, как правило, оговаривается номинальное напряжение коллекторного питания Ек. п. В нашем случае по техническому заданию питание передатчика осуществляется от сети 220 В 50 Гц, т. е. нет ограничений по питающему напряжению. Поскольку напряжение Ек. п не задано то в мощном каскаде определим его исходя из допустимого Ек доп которое равно 28 В (см. таблицу 3.1). По техническому заданию наш связной передатчик должен выдавать в нагрузку мощность 6 Вт, а выбранный транзистор 2Т951А может обеспечить выходную мощность порядка 15 Вт. Поэтому учитывая то обстоятельство, что транзистор заведомо недоиспользуется по мощности то целесообразно занизить Ек max 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. Поскольку при выборе питающего напряжения желательно придерживаться стандартного ряда питающих напряжений: 3; 4; 5; 6; 9; 12; 15; 20; 24; 27; 30; 48; 60; 80 то выберем Ек п = 20 В, что соответствует 28,75% - ому занижению Ек max относительно Ек доп.

Далее расчет будем вести исходя из номинальной мощности Р1ном при работе транзистора в граничном режиме, поскольку граничный режим можно считать оптимальным на низких и средних частотах (максимальный КПД достигается только в граничном режиме), а также учитывая, что транзистор будет работать в линейном режиме с углом отсечки = 90 (выбираем такой режим), а схема оконечного каскада передатчика будет строиться по однотактной схеме ГВВ. Для расчета коллекторной цепи воспользуемся методикой предложенной в [5] стр. 109 _ 111. Отметим также, что расчет необходимо вести по наихудшему случаю, т. е. подставлять в расчетные соотношения значения входящих в них величин (см. таблицу 3.1) при которых обеспечиваются наихудшие условия.

    1. Величина амплитуды первой гармоники напряжения на коллекторе Uк1 определяется формулой:
      (3.2.1)

Где Ек - напряжение питания, rнас - сопротивление насыщения, 1() - коэффициент разложения косинусоидального импульса, угол отсечки = 90 , Р1 - номинальная мощность каскада. Для расчета подставим Ек, уменьшенное относительно напряжения источника питания Еп на 5В, что может быть связано с потерями по постоянному току в блокировочном дросселе, а выходную колебательную мощность передатчика с запасом, т. е.

Р1 ном.= Р1 1,25 = 6 1,25 = 7,5 Вт

Подставляя численные значения в (3.2.1), получаем:

При этом коэффициент использования напряжения питания составляет:

    2. Максимальное напряжение на коллекторе не должно превышать допустимого (Uкэ. доп. = 60 В): 3. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока определяется выражением:

Подставляя в (3.2.2) численные значения величин, получаем:

4. Величина постоянной составляющей коллекторного тока определяется выражением (1.2.3) и не должна превышать допустимой (IК 0 ДОП = 5,0 А):

Коэффициент разложения косинусоидального импульса для постоянной составляющей 0() равен 0,319:

    5. Максимальное значение коллекторного тока составляет: 6. Величина максимальной потребляемой мощности от источника питания равна: 7. КПД коллекторной цепи при номинальной нагрузке составляет:

Максимальная рассеиваемая на коллекторе мощность на коллекторе транзистора приближенно рассчитывается так:

Где. - коэффициент рассогласования входного сопротивления нагрузки, который в оконечном каскаде не должен быть ниже 0,5.

    8. Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки определяется выражением:
      (3.2.9)

Подставляя численные значения в (3.2.9), получаем:

Нагрузкой нашего связного передатчика является фидер с входным сопротивлением 75 Ом, поэтому после трансформации сопротивления с коэффициентом ?, т. е. из большего в меньшее (см. раздел 4 РАСЧЕТ ЦЕПИ СОГЛАСОВАНИЯ) получаем, что Rкэ = 75/4 = 18,75 Ом. Поскольку полученное значение этого сопротивления очень близко к рассчитанному значению этого же сопротивления по формуле (3.2.9), то нет смысла проводить коррекцию проведенных ранее расчетов коллекторной цепи.

Похожие статьи




Расчет коллекторной цепи - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией

Предыдущая | Следующая