В. Днищенко - 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

Выберем транзистор КТ646А со следующими характеристиками: P к. доп= 1 Вт, U к. доп= 60 В, f т>= 200 МГц, I к. mах= 1 А, h 21= 40—200, С к= 10 пФ, С э= 30 пФ, r н =< 1,7 Ом, r б= 6 Ом, r э= 0, L 3= 4 нГн.

Расчет ведется в следующей последовательности.

1. Максимально возможная амплитуда напряжения на контуре ( U 1)

2. Максимальное напряжение на коллекторе

U к. max= U п+ (1,2…1,3)∙ U 1= 9 + 10,66 = 19,66 < U к, доп,

3. Требуемая амплитуда первой гармоники коллекторного тока

I 1= 2 P 1/ U 1= 2/8,2 = 0,25 А.

4. Постоянная составляющая коллекторного тока

I 0= α 0— I 1/ α 1= 0,319 0,25/0,5 = 0,16 А.

5. Амплитуда синусоидального импульса коллекторного тока:

I m= I 1/ α 1 = 0,25/0,5 = 0,5А.

6. Максимальная мощность, потребляемая от источника питания

P 0= U п∙ I 0= 9∙0,16 = 1,44 Вт.

7. КПД коллекторной цепи:

η = P 1/ P 0= 1/1,44 = 0,7.

8. Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе:

P к. mах= P 0— P 1= 0,44 Вт < 1 Вт.

9. Номинальное сопротивление нагрузки

R н = U 1 2/2 P 1, = 33,6 Ом.

Если в процессе расчета какая-либо величина оказалась больше допустимого значения для выбранного транзистора, то необходимо подобрать другой.

В мощных каскадах коллекторный контур часто заменяют дросселем, включая параллельно ему (по переменному) току П-образный фильтр. Амплитудно-частотная характеристика такого фильтра изображена на рис. 3.44, б , а схема выходного каскада — на рис. 3.44, а .

Преимущество фильтра перед контуром заключается в том, что помимо селектирующих свойств в отношении высших гармоник, которые можно повышать увеличением количества П-образных звеньев, фильтр обеспечивает пересчет активной составляющей сопротивления антенны на выходе ( R а) в требуемое номинальное сопротивление на входе, т. е. обеспечивает режим согласованной передачи мощности в нагрузку. Сопротивление дросселя выбирается во много раз больше номинального сопротивления нагрузки, чтобы исключить шунтирование последней. Обычно достаточно выполнить неравенство X др1>= 10∙ R н

10. Индуктивность дросселя должна быть не менее

L др1 = 10∙ R н/2π∙ f 0= 336/6,28∙28∙10 6= 2 мкГн.

Стандартные дроссели изготавливаются на разные значения токов, величина которых указывается в обозначении. Поскольку максимальное значение тока коллектора равно 0,5 А, подойдут дроссели типа ДПМ-0,5 индуктивностью 2—20 мкГн. Для того чтобы исключить короткое замыкание источника питания при случайном касании антенной корпуса передатчика, до или после П-образного фильтра обычно устанавливают разделительный конденсатор на величину 10–33 нФ.

11. Величина резистора R1, устраняющего перекос импульсов коллекторного тока, равна

R 1= h 21/(2π m C э) = 100/(6,28∙28∙10 6∙30∙10 -12) ~= 2,5 кОм.

12. Амплитуда тока базы

здесь γ (θ) = α (θ)∙(1 — cos θ).

13. Активная составляющая входного сопротивления каскада

14. Требуемая входная мощность

Р вх= 0,5/ I б 2∙ r вх= 0,5∙0,07 2∙8 = 0,02 Вт.

Рассчитанные r вхи Р вхявляются исходными данными для расчета предшествующего каскада по точно такой же методике.

Действительно, Р вхявляется требуемой выходной мощностью предшествующего каскада, а r вхдля него играет ту же роль, что и R aдля выходного каскада.

3.7.4. Расчет выходного П-образного фильтра

Исходными данными являются: требуемое номинальное сопротивление нагрузки выходного каскада R н. Такое сопротивление должен иметь фильтр со стороны входа; активная составляющая сопротивления антенны R a. Такое сопротивление фильтр должен иметь со стороны выхода; частота выходного сигнала f 0.

Проведем расчет для рассмотренного в предыдущем параграфе примера. R н= 33,6 Ом, f 0= 28 МГц ( λ = 10,7 м). В качестве антенны выберем штырь диаметром d 0= 4 мм и длиной l = 150 см.

По формуле (3.5) вычислим сопротивление излучения

R Σ = 1600∙(0,75/10,7) 2= 8 Ом

Активное сопротивление антенны равно R a= R Σ+ R п, КПД — соответственно η = R Σ/ R a. Для антенны рассматриваемого размера η ~= 30 %, поэтому R a= 8/0,3 = 27 Ом.

Эквивалентная схема выходной цепи имеет вил, изображенный на рис. 3.45, а . Расчету подлежат величины C1, С2 и L1, обеспечивающие согласование R aи R н. Расчетные формулы для этих величин имеют вид [5]