Амплитуда напряжения и тока в нагрузке и в линии

2. Амплитуда напряжения и тока в нагрузке и в линии

В; А.

3. Выбор кабеля:

Марку кабеля выберем исходя из требуемого волнового сопротивления линий, которое составляет 12,5 Ом. Из табл. 4.2 в [2] выбираем кабель РП12-5-12 с волновым сопротивлением Ом; пФ/м; А; В;

 дБ/м; МГц;

 Геометрические размеры кабеля в поперечном сечении:

 мм; мм; мм; минимальный радиус изгиба: 3 мм.

4. Геометрические размеры линии

-электрическая длина линии;

м/с -скорость света;

Геометрическая длина линии: см.

5. Выбор феррита: марку феррита выберем из табл. 4.3 в [4]: феррит 200 ВНС. Его параметры: ,  при В=0.001 Tл и  при В=0.02 Tл на f=3 MГц, при В=0.001 Tл на f=10 MГц,

6. Конструкция трансформатора

Трансформатор выполним по многовитковой конструкции, причем сначала соединим симметрирующую и нижнюю линии вместе и намотаем на одно ферритовое кольцо с верхней линией с разным количеством витков.

Рис.7. Широкополосный трансформатор на линиях

Внутренний диаметр ферритового сердечника d должен быть таким, чтобы было возможно сделать несколько витков для каждой линии. Выберем его из стандартных значений, приведенных в табл. 4.4 в [2].

 мм; мм; мм;

Объем сердечника: см³;

Рассчитаем число витков:

Поскольку продольное напряжение на нижней линии в 3 раза меньше продольного напряжения на верхней линии и, следовательно, во столько же раз меньше требуемая продольная индуктивность, то число витков для нижних линий в 3 раза меньше, чем для верхней.

Проверим условие размещения линии во внутреннем кольце сердечника: все витки во внутреннем кольце сердечника занимаютмм; а длина внутреннего кольца:мм;

Для использования подобного трансформатора в цепи базы необходимо перед ним поставить еще один трансформатор 4:1 без симметрирующей линии и с другим волновым сопротивлением линии. Марку кабеля для этого трансформатора выберем исходя из требуемого волнового сопротивления линий, которое составляет 3.32 Ом. Из табл. 4.2 в [4] выбираем кабель РП-3-5-11 с волновым сопротивлением 3.2 Ом. Конструкция кабеля приведена на рис.4.

Параметры: Ом; пФ/м; В; А; дБ/м; МГц; Геометрические размеры кабеля в поперечном сечении: мм; мм. мм. Минимальный радиус изгиба R=3 мм.

Выбор и расчет фильтра нижних частот

Необходимо рассчитать ФНЧ с частотой среза f_ср=f_в=6 МГц. Предполагается, что сопротивление источника сигнала R1=50 Ом, сопротивление нагрузки R2=50 Ом. Зададимся неравномерностью АЧХ в полосе пропускания: дБ. Затухание должно быть монотонным в полосе задерживания.

Выберем фильтр Чебышева пятого порядка Т 05-08, который обеспечивает на частоте   затухание дБ. Величины элементов фильтра - прототипа определим из таблицы [].

Нормированные элементы:

Используя формулы денормирования, вычисляем значения элементов фильтра [6]:

Таблица 3.

Величины элементов ФНЧ и расчетная АЧХ приведены на рисунке ниже:

Рис.11. Фильтр нижних частот и его АЧХ

Выбор и расчет фильтра гармоник Электрический расчет фильтра гармоник

Передатчик подключается к нагрузке - антенно-фидерной системе - с помощью выходной контурной системы, которая должна: преобразовывать в общем случае комплексное входное сопротивление фидера Z_ф в требуемое для оптимального режима выходной ступени активное сопротивление нагрузки R_н; обеспечивать фильтрацию гармоник до установленных норм; вносить достаточно малые потери, то есть обладать высоким КПД; выполнять указанные требования во всем рабочем диапазоне частот [1]. Для мощных передатчиков выходные контурные системы выполняют в виде звеньев ФНЧ, число которых определяется требуемой фильтрацией и для связных передатчиков составляет два-четыре.

В качестве фильтра гармоник используем фильтр гармоник №3 [6], который обеспечивает гарантированное (до уровня As, дБ) подавление гармоник в полосе частот от Ws/2 до 1.

Ом; Ом; .

Так как коэффициент g>2, то необходимо для фильтрации гармоник включить несколько переключаемых фильтров на отдельные поддиапазоны. Наилучшая фильтрация гармоник по диапазону частот осуществляется путём разбиения всего фильтра на три ФНЧ с разными частотами среза, обеспечивающими перекрытие диапазона 1.6..6 МГц.

Каждый из фильтров обеспечивает коэффициент перекрытия по частоте: , что обусловлено необходимостью фильтрации близлежащей второй гармоники генератора. Число таких фильтров n=3. Рассмотрим отношения для одного из них.

Из таблицы П.14. [6] при выбранном значении g находим:

дБ;

Величины элементов фильтра-прототипа [6]:

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Используя формулы денормирования, вычисляем значения элементов фильтра [5]:

Ф; Гн;

Ф; Ф;

Гн; Ф;

Ф; Ом; Ом.

Схема рассчитанного фильтра приведена ниже.

Следующие два фильтра рассчитываются аналогично, но частота среза уже берется равной  и соответственно для второго и третьего фильтра.

Ниже приведена сводная таблица значений элементов фильтра гармоник.

Таблица 4.

  Конструктивный расчет фильтра гармоник

Индуктивности фильтрующих цепей выполняют либо в виде проволочных цилиндрических однослойных катушек, либо в виде плоских многовитковых спиралей. Цилиндрические проволочные катушки пригодны для любых мощностей, обладают высокой добротностью, могут быть изготовлены с индуктивностями от долей до сотен микрофарад, но занимают большой объем.

Кроме требований заданной индуктивности, высокой добротности, определенной стабильности к катушкам индуктивности предъявляются требования электрической прочности, допустимого нагрева, механической прочности и др.

Ниже приведен расчет катушек фильтра поддиапазона №1.

1. Необходимая индуктивность катушек: Гн; Гн;

Верхняя частота поддиапазона: МГц;

Протекающий ток: А.

2. Необходимые расчетные значения индуктивностей с учетом размагничивающего влияния близко расположенных проводников, деталей конструкции контура и каскада, стенок блока:

мкГн; мкГн.