Выбираем марку феррита 200 ВНС. Его параметры приведены в таблице 1

5.  Выбираем марку феррита 200 ВНС. Его параметры приведены в таблице 1.

Таблица1.

Марка феррита	mН		Q, не менее ( при В, Тл )		fИЗМ, МГц
	Номинальное значение	Предельное отклонение	0,0010	0,0200
200 ВНС	200	± 20	130	80	3,0
			70	50	6,0
			40	-	10,0
			20	-	30,0

Значение магнитной индукции:

В_{fнРАБ.МАКС.} £ ( 0,014 ¸ 0,031 ) Тл на частоте f_Н = 6 МГц при допустимых удельных тепловых потерях в феррите Р_Ф¢ = ( 0,2 ¸ 1,0 ) Вт/см³ и Q = 70

Поскольку В_{fнРАБ.МАКС.} >> 0,001 Тл, уточняем при Q = 50

В_{fнРАБ.МАКС.} £ ( 0,012 ¸ 0,026 ) Тл

Аналогично определяем значение В_{fвРАБ.МАКС.} на частоте f_В = 11 МГц при Q = 40

В_{fвРАБ.МАКС.} £ ( 0,008 ¸ 0,017 ) Тл

С запасом примем В_{fнРАБ.МАКС.} = 0,01 Тл; В_{fвРАБ.МАКС.} = 0,006 Тл.

6.  Выбираем многовитковую конструкцию. Она удобна при использовании гибких линий достаточной длины, что позволяет наматывать их на ферритовые кольца.

Определим минимальный объем феррита для первой линии:

V_МИН1 = 0,213 см³ на f_Н = 6 МГц

При расчетах на f_В = 11 МГц минимальный объем феррита получается еще меньше ( V_МИН1 = 0,176 см³ ). Однако на кольце малого размера не удастся разместить кабель диаметром b = 2,49 мм и длиной l_Л = 94 см. Поэтому применим кольцо К28´16´9 (D = 2,8 см; d = 1,6 см; h = 0,9 см) . Его площадь поперечного сечения и объем:

S₁ = 0,5×h×(D – d)S₁ = 0,54 см²

V₁ = 0,25×p×( D² – d² ) ×hV₁ = 3,732 см³ > V_МИН1 = 0,213 см³

7.  Определим необходимое число витков:

w₁ » 19 витков

Девятнадцать витков кабеля КВФ – 25 будут занимать:

l_КАБ.1 = w × bl_КАБ.1 = 4,731 см

Периметр кольца по внутреннему диаметру:

l_КОЛ.1 = p × dl_КОЛ.1 = 5,027 см

Так как l_КОЛ.1 > l_КАБ.1 все 19 витков кабеля уместятся на кольце в один слой.

Оценим продольную индуктивность:

L_{ПР. РАСЧ.1} = 70,89 мкГн

Поскольку L_{ПР.РАСЧ.1} значительно больше требуемой L_{ПР.ТРЕБ.1} и объем кольца К28´16´9 также много больше минимально необходимого сделаем перерасчет трансформатора.

Выберем кольцо К20´10´5. Для него:

S₁ = 0,25 см²

V₁ = 1,178 cм³ > V_МИН1 = 0,213 см³

w₁ » 11 витков ( для l_Л = 40 см )

l_КОЛ.1 = 3,142 см > l_КАБ.1 = 2,739 см

L_{ПР. РАСЧ.1} = 16,13 мкГн > L_{ПР.ТРЕБ.1} = 13,263 мкГн

8.  Определим значение магнитной индукции:

B_fнРАБ.1 = 3,858 ×10 ^-3 Тл < В_{fнРАБ.МАКС.} = 0,01 Тл

В_fвРАБ.1 = 2,105 ×10 ^-3 Тл < В_{fвРАБ.МАКС.} = 0,006 Тл

9.  Удельные тепловые потери в феррите первой линии:

P_Ф1¢ = 0,022 Вт/см³на частоте f_Н = 6 МГц для Q = 50

P_Ф1¢ = 0,015 Вт/см³на частоте f_В = 11 МГц для Q = 40

10.  Мощность потерь в объеме сердечника первой линии:

P_Ф1 = P_Ф1¢_МАКС. × V₁

P_Ф1 =0,026 Вт

11.  Аналогичные расчеты проводим для второй линии:

V_МИН2 = 0,107 см³ на f_Н = 6 МГц

Сердечник - кольцо К12´9´4, две штуки. Для них:

S₂ = 0,12 см²

V₂ = 0,396 cм³ > V_МИН2 = 0,107 см³

w₂ » 11 витков ( для l_Л = 40 см )

l_КОЛ.2 = 2,827 см > l_КАБ.2 = 2,739 см

L_{ПР. РАСЧ.2} = 11,06 мкГн > L_{ПР.ТРЕБ.2} = 6,631 мкГн

B_fнРАБ.2 = 4,019 ×10 ^-3 Тл < В_{fнРАБ.МАКС.} = 0,01 Тл

В_fвРАБ.2 = 2,192 ×10 ^-3 Тл < В_{fвРАБ.МАКС.} = 0,006 Тл

P_Ф2¢ = 0,024 Вт/см³на частоте f_Н = 6 МГц для Q = 50

P_Ф2¢ = 0,017 Вт/см³на частоте f_В = 11 МГц для Q = 40

P_Ф2 = 9,5 ×10 ^-3 Вт

12.  Третья линия согласующего трансформатора является фазокомпенсирующей и не содержит ферритового сердечника. Ее длину примем равной длинам первой и второй линий l_Л = 40 см.

13.  Входная мощность и КПД трансформатора:

P_ВХ = P_Н + P_Ф1 + P_Ф2P_ВХ = 24,0355 Вт

h_ТР = P_Н / P_ВХh_ТР = 0,998

РАСЧЕТ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

Высшие гармоники тока или напряжения, образованные в результате работы транзистора УМ в нелинейном режиме с Q = 90°, должны быть ослаблены в нагрузке передатчика (фидере) до уровня, определенного в задании на курсовую работу. С этой целью на выходе передатчика включается фильтр. Заданную фильтрацию гармоник, в первую очередь наиболее интенсивных - второй и третьей, фильтрующая цепь должна обеспечить в рабочем диапазоне частот передатчика при заданном уровне колебательной мощности и высоком КПД.

Исходные данные для расчета:

-  диапазон рабочих частот от f_Н = 6 МГц до f_В = 11 МГц

-  R_Н = W_Ф = 75 Ом – сопротивление нагрузки

-  К_Б.Н. ³ 0,8 – допустимое значение КБВ нагрузки

-  К_Б.ВХ. ³ 0,7 – допустимое значение КБВ на входе фильтрующей цепи

-  a_ДОП = -50 дБ – допустимый уровень высших гармоник в нагрузке передатчика

-  a_СЦ » 0 – дополнительное затухание, вносимое согласующей цепью

-  a_ГN – относительный уровень высших гармоник напряжения (или тока) на выходе УМ. Величина a_ГN определяется схемой и режимом работы УМ. Для рассматриемого случая (однотактный УМ в недонапряженном или критическом режиме):

Для наиболее значимой второй гармоники при Q = 90° a₂(Q) = 0,212.

Тогда a_Г2 » -7,5 дБ.

Непосредственно расчет:

1.  Коэффициент перекрытия передатчика по частоте:

К_fП = f_В / f_НК_fП = 1,833

Так как К_fП < (1,6 ¸ 1,9) устанавливаем один фильтр.

2.  Граничные частоты фильтра совпадают с соответствующими частотами f_Н = 6 МГц и f_В = 11 МГц передатчика.

3.  КБВ, который должна обеспечить колебательная система:

К_Б.Ф. = К_Б.ВХ / К_Б.НК_Б.Ф. = 0,875

4.  Неравномерность АЧХ в полосе пропускания фильтрующей цепи:

d = 0,004

Da = 0,02 дБ

5.  Минимальное затухание, которое должен обеспечить фильтр в полосе задерживания:

a_ФN ³ -a_ДОП + a_ГN + a_СЦa_Ф2 ³ 42,5 дБ

6.  Нормированная частота в полосе задерживания (для ФНЧ):

W_ЗN = N / К_fПW_З2 = 1,09

7.  При выборе схемы фильтра необходимо обеспечить малое входное сопротивление на частотах высших гармоник. В частности, для однотактного УМ ФНЧ должен начинаться с параллельной емкости С1. Для рассматриемого случая a_Ф2 > (20 ¸ 30) дБ и W_З2 < (1,5 ¸ 1,8), поэтому необходимо применять фильтры Кауэра ( эллиптические ), имеющие равноколебательную АЧХ в полосе пропускания и АЧХ со “всплесками” затухания в полосе задерживания. Используя диаграмму для оценки порядка эллиптических ФНЧ на рис.2.7 [2] и данные таблицы 9, выбираем фильтр 9-го порядка С09 – 05 – 67 с Da = 0,0109 дБ, W_З = 1,086360377, a_Ф = 46,4 дБ, r = 5%.