Расчет входной согласующей цепи

4.3.2 Расчет входной согласующей цепи

Требуется согласовать выходное сопротивление транзистора УМ по первой гармонике R_н1 = 50(Ом) и входное сопротивление транзистора оконечного каскада .

Т.к. согласовываем каскад мощного усилителя (возбуждение током) с малым входным сопротивлением и , то можно использовать простую входную ВЧ цепь, представляющую ячейку ФНЧ Г- образного реактивного четырехполюсника, его эквивалентная схема представлена на рисунке:

Обозначим: R₁=R`_н1=50 (Ом), R₂= r_вх1, X₂= x_вх1.

Рассчитываем необходимую величину добротности Г-звена

-достаточно мала, следовательно, цепь не превратится в колебательный контур и ее можно использовать для согласования.

Рассчитаем цепь с емкостью в параллельной ветви, т.к. она имеет лучшие фильтрующие свойства в отношении высших гармоник, чем цепь с параллельной индуктивностью:

Определяем реактивные сопротивления

Ом; Ом.

Вычисляем величины индуктивности и емкости с учетом реактивностей выходного сопротивления транзистора УМ и входного сопротивления транзистора рассчитываемого каскада

 

4.3.3 Расчет выходной согласующей цепи

1. Находим действующее сопротивление:

,

проверяем выполнение условия  иначе, согласование было бы невозможным.

2. Определим реактивные сопротивления:

3. Рассчитываем необходимую величину добротности второго Г-звена:

4. Определяем реактивное сопротивление:

5. Находим последовательное реактивное сопротивление П-цепи:

.

6. Вычислим величину индуктивностей и емкостей:

С учетом емкости С_К, стоящей параллельно С₁ пересчитаем:

С₁'=C₁-C_К=5.17пФ-4.5пФ=0.67пФ.

.

Основные параметры каскада:

Напряжения питанияU_Ко=12.6 В

Выходная мощность(до согласующей цепи)Р_ВЫХ = 1.625 Вт

Рабочая частотаf = 310 МГц

Коэффициент усиления по мощностиKp = 9.229

КПДη = 73%

Мощность, потребляемая от источникаР₀ = 3 Вт

Мощность, рассеиваемая на коллектореР_К = 1.39 Вт

5. Расчет кварцевого автогенератора

5.1 Выбор кварцевого резонатора и транзистора

Исходными данными для расчета:

рабочая частота f=51.333 МГц,

мощность в нагрузке Р_Н=0.4 мВт.

Приняв частоту f_кв=f, выбираем КР желательно с меньшим значением r_кв*С_о и выписываем его справочные параметры:

Тип резонатора	Частота fКВ, Мгц	Сопротивление rКВ, Ом	Статическая емкость СО, пФ	Добротность QКВ	Допустимая мощность рассеяния РКВ_ДОП, мВт
РВ-59	51.667	40	1.25		1

Колебательная мощность генератора с КР невелика, поэтому АГ будем выполнять на маломощном транзисторе КТ306Б, с граничной частотой . Его параметрами:

Тип транзистора										Структура транзистора
КТ306Б	500	40	40	0,6	7	4	0,03	0,15	1.5	n-p-n

Для расчета выбираем схему частотно модулируемого автогенератора с кварцем, включенным в контур:

Схема с КР в контуре удобна тем, что возбуждение может происходить как на основной частоте, так и на механических гармониках. Так же схема позволяет включить в колебательный контур варикап, для осуществления прямой частотной модуляции.

1. Вычислим нормированную статическую емкость КР:

2. Коэффициенты разложения косинусоидального импульса при угле отсечки θ=60 градусов:

, ,,,

3. Режим автогенератора выбираем недонапряженным для уменьшения тока во входной цепи:

, возьмем

4. Сопротивление резистора R и коэффициент m:

  

5. Определим мощности, рассеиваемые на кварце и отдаваемая транзистором:

возьмем

6. Параметр

удовлетворяет рекомендованному значению а ≤ 0.25.

7. Максимальное значение импульсного коллекторного тока:

где

Условие  выполняется.

8. Рассчитаем аппроксимированные параметры транзистора:

- крутизна по переходу,

- сопротивление рекомбинации,

- крутизна,

- граничная частота по крутизне,

- нормированная частота по ,

- модуль крутизны  на частоте ,а