4.1.3. Расчет цепей питания

В мощных оконечных каскадах, где транзисторы обычно работают с отсечкой тока, на эмиттерный переход подают запирающее смещение, которое обычно обеспечивается на сопротивлении автосмещения в цепи базы транзистора (рис. 3).

Автосмещение в цепи базы транзистора

Рис.3

При это обеспечивается равенство: Е_Б = R₂·I_БО [1, стр. 110].

Обычно дроссель L_БЛ исключают, допуская некоторое шунтирование транзистора по входу сопротивлением автосмещения. В этом случае сопротивление R₂ по радиочастоте может выполнять роль добавочного R_Д.

Однако, выше уже отмечалось, что на частотах f > 3·f_T/_то есть f = 3·175/50 = 10.5 МГц <45 МГц, в реальной схеме генератора R_Д можно не ставить.

Транзисторы диапазона СВЧ обычно работают с нулевым смещением на эмиттерном переходе, поскольку введение отпирающего смещения вызывает опасность самовозбуждения, а запирающего - снижает усиление транзистора. Роль блокировочных дросселей выполняют индуктивности выводов транзистора, индуктивность которых составляет 20...30 нГн.

Блокировочные емкости С_БЛ в цепях питания транзистора следует выбирать из условия

.

Исходя из этого выбираем С_БЛ равными 0.1 мкФ.

4.2. Расчет автогенератора

4.2.1. Выбор и расчет параметров схемы

Для проектируемого передатчика выбираем схему АГ с кварцевой стабилизацией частоты и резонатором между коллектором и базой (рис. 5).

Гармониковый автогенератор с резонатором между коллектором и базой

Рис.5

Автогенератор должен обеспечить мощность в нагрузке Р_Н=1мВт на рабочей частоте f_р=34 МГц.

Транзистор ГТ311 i_КМ=10мА; a=0.25;

Выбираем кварцевый резонатор согласно методике [1, стр.246] с параметрами на 3-й гармонике:

- R_К = 50 Ом;

- C₀ = 5 пФ;

• Q_КР = _L₁/R₁ = 10⁵.

Допустимая мощность рассеяния на кварцевом резонаторе Р_КР.ДОП = 5 мВт.

₀=_·C₀·R_К=2··34·10⁶·5·10^-12·50=0.053

Выбираем транзистор типа ГТ311Е со следующими параметрами:

f_ГР = 500 МГц; h_21Э=50

I_КMAX =50 мА; r_Б=60Ом

Р_КMAX = 150 мВт; С_КА=С_КП=1пФ

Е_КЭMAX = 12 B; S_КР=0.05А/В

E_ОТС = 0.3 В.

1.Определим мощность рассеиваемую на резонаторе и отдаваемая тр-ом

Р_КР=Р_Н / а=1/ 0.25=4мВт; P₁=5мВт

Видим что Р_КР<Р_{КР ДОП}.

2.Аппроксимационные параметры:

S_n=15i_KM=15 10=150мА/В; r=h_21Э/Sn=50/150=333Ом

S=h_21Э/(r_Б+r)=0.127А/В; f_S=f_ПР/Sr_Б=500/(0.127 60)=65МГц

Выберем то есть . Следовательно S₁ =SА/В

3.Нормированная частота колебаний

_S=f₀/f_S=34/65=0.52

4.Параметры колебательной системы

.

стр.259

0.01² 0.2 (2 4 10^-3 0.127 0.5² 1.25)^-1=0.063

Определим сопротивления Х₁ и Х₂ по формулам

Индуктивность L₁ и емкость С₁ определяем из условия

1<₁²·L₁·C₁<n²·(n-2)², где n и (n-2) - номера выбранной для возбуждения и ближайшей низшей нечетной гармоники.

Принимая _^·L₁·L₁=2, из выражения

находим

При известном С₁ определяем значение L₁

4.2.2. Расчет режима работы транзистора

1. I_K0=_·i_KM=0.218·10·10^-3=2.2 мА.

2. I_K1=_·i_KM=0.391·10·10^-3=3.9 мА.

3. Амплитуда напряжения на базе определяется как

[1, стр.259]

4. Амплитуда напряжения на коллекторе

где

5. Мощность, подведенная к коллекторной цепи

Р₀=I_K0·U_К0=2.2·10^-3 5=11 мВт.

6. Мощность, рассеиваемая на коллекторе

Р_К=Р₀-Р₁=11·10^-3-5·10^-3=6 мВт.

7. Постоянная составляющая тока базы

I_Б0=I_K0/h_21Э=2.2·10^-3/50= 44 мкА.

8. Напряжение смещения на базе

9. Принимаем R_Э=[100...500] Ом, R_Э=300 Ом.

10. Сопротивление R_Б определим из соотношения

R_Б=(10...20)Х₂ = (220...440) Ом.

R_Б=440 Ом.

11. Напряжение источника питания

U_К=U_К0+(I_КО+I_БО)R_Э. [1, стр.259]

U_К = 5+(2.2·10^-3+0.044·10^-3 )·300 = 5.7 В.

12. Напряжение в точке соединения R1, R2, R_Б

U_Д=U_Б0+(I_K0+I_Б0)R_Э=0.91 В.

13. Принимая ток через делитель равным 5·I_Б0, получаем

I_Д=0.22 мА.

14. Находим значения сопротивлений резисторов

R₂=(U_К-U_Д)/I_Д=21.8 кОм=22 кОм.

R₁=U_Д/(I_Д-I_Б0)=5.08 кОм=5.1 кОм.