Уральський державний технічний університет
Радіотехнічний факультет
Кафедра радіопередавальних пристроїв
"Пристрої формування та генерування сигналів"
"Кінцевий каскад однополосного зв'язкового передавача"
Єкатеринбург 2004
Завдання
Скласти структурну схему однополосного зв'язкового передавача, розрахувати режим кінцевої щаблі з такими параметрами:
· Діапазон робочих частот 1,8-3,0 Мгц;
· Потужність 6,0 Вт;
· Антена провід довжиною 20 м;
· Придушення позасмугових випромінювань 40 дБ;
· Живлення від акумуляторів пристрій 12 В.
Розрахувати пристрій, що погодить оконечной щаблі й пояснити призначення всіх елементів схеми.
Зміст
Введення. 4
Розрахункова частина. 5
1.1 Вибір і обгрунтування структурної схеми передавача. 5
1.2 Вибір транзистора для вихідний щаблі передавача. 5
2. Розрахунок режиму оконечной щаблі. 8
2.1 Розрахунок колекторному ланцюзі. 8
2.2 Розрахунок базової ланцюга. 10
1.3 Розрахунок антени .. 13
1.4 Розрахунок узгоджуючої ланцюга оконечной щаблі з антеною. 13
1.5 Конструктивний розрахунок параметрів котушок. 14
Призначення елементів схеми .. 19
Висновок. 21
УНЧ - підсилювач низької частоти;
ОМ - односмуговою модулятор (до якого входить амплітудний модулятор і фільтр, що виділяє одну з бічних);
ПЧ - перетворювач частоти односмуговому-модульованих коливань;
Ф - фільтр для придушення побічних продуктів при перетворенні частоти;
Сінт - джерело необхідних піднесуть коливань;
СЦ - согласующая ланцюг.
Сигнал з мікрофону через попередній підсилювач низької частоти потрапляє в односмуговому модулятор, де сигнал модулює деяку проміжну частоту (наприклад, f1 = 128 кГц). Потім односмуговою модульований сигнал подається на перетворювач частоти і переноситься на частоту f2, яку можна змінювати в деякому діапазоні. Потім односмуговому-модульований сигнал подається на крайовий підсилювач і через погоджує ланцюг на антену.
Довідкова величина потужності, що віддається транзистором, повинна бути не менше 12 Вт.
У односмугових зв'язкових передавачах використовуються біполярні транзистори короткохвильового діапазону (1,5-30 МГц) з лінійними прохідними характеристиками. За діапазону частот і по заданій потужності можна виділити наступні транзистори 2T951Б, 2Т955А, 2Т921А. 2Т951Б, 2Т955А.
При однаковій вихідній потужності ГВВ на цих приладах будуть мати різний ККД і коефіцієнт підсилення по потужності. З групи транзисторів потрібно вибрати той, який забезпечує найкращі електричні характеристики підсилювача потужності.
Коефіцієнт корисної дії каскаду пов'язаний з величиною опору насичення транзистора - r НАС. Чим менше його величина, тим менше залишкову напругу в граничному режимі і вище ККД генератора.
Коефіцієнт посилення по потужності К Р залежить від ряду параметрів транзистора - коефіцієнта передачі струму бази b О, частоти одиничного посилення
f T і величини індуктивності емітерного виведення L Е. За інших рівних умов К Р буде тим більше, чим вище значення b О, f T і менше L Е.
З наведених транзисторів мінімальний r НАС у транзистора 2Т951Б.
r НАС = 2,4 Ом;
r е = 0 Ом;
r б = 3 Ом;
β 0 = 32;
f т = 194 МГц;
С до = 65 пФ;
З е. = 600 пФ;
L е = 3,8 нГн;
U ке.доп = 60 В;
U бе.доп = 4 В;
I до0 = 3 А;
E отс = 0,7 В;
Діапазон робочих частот - 1.5 .. 30МГц;
P Н = 20 Вт;
Режим роботи - лінійний, <-30дБ.
Візьмемо кут відсічки (q) рівним 90 0, що забезпечить кращу лінійність амплітудних характеристик підсилювача, тоді a 1 (q) = 0,5; при Е к = 12В, ξ гр виходить комплексним, щоб цього уникнути збільшимо Е к.
При Е к = 28В ξ гр виходить рівним 0,881, що забезпечує прийнятний ККД.
Визначимо амплітуду напруги між колектором і емітером в граничному режимі:
U КГР = Е до · x гр;
U КГР = 28В · 0,881 = 24,664 В.
Знайдемо першу гармоніку струму колектора:
Визначимо постійну складову колекторного струму:
Визначимо потужність, що підводиться P 0.
P 0 = E до · I до0,
P 0 = 28.0, 443 »12,417 Вт <P доп = 1/2U кедоп · I к0доп = 0,5 * 36В * 8А = 144 Вт
Визначимо потужність, що розсіюється у вигляді тепла:
P к1 = P 0 - P 1,
P к1 = 12,417 - 8,57 = 3,845 Вт
Визначимо коефіцієнт корисної дії (h).
Визначимо опір колектора (R к)
де c = 1 + g 1 (q) 2pf Т C до R до
c = 1 + 0,5 · 2.3, 14.100.10 6 · 65.10 -12 · 35,484 »2,15
Постійні складові базової і емітерного струмів:
I б0 = I до0 / b 0
I б0 = 0,934 / 26 = 0,014 А;
I е0 = I до0 + I б0
I е0 = 0,443 + 0,014 = 0,475 А.
Максимальна зворотна напруга на емітерний перехід, для того щоб U бе мах було менше з U бе доп R д (опір резистора, включеного за РЧ між базою і емітером) повинно бути 8 Ом, але R д>> r β = 0.034 Ом:
Напруга зсуву на емітерний перехід:
Для того щоб не вводити окреме джерело живлення для подачі негативного зсуву, можна використовувати схему з автосмещеніем. Якщо взяти напруга зміщення по постійному струму 0,7 В, то R см = 2,8 Ом; З см = 8,8 мкФ (X C см на частоті 1,8 МГц повинно бути багато менше R см). U ост = 28В-24, 664В = 3,336 В => R 3 = (U ост / I до0) - R см = 4,73 Ом.
R ке обчислюємо знаючи I б0, E п і R д. (Е п-Е б) / R ке = I б0 + Е б / R д R ке = R д (Е п-Е б) / (I б0 R д + Е б) = = 268,966 Ом.
Розрахуємо елементи схеми:
L вхОЕ = 3,8 · 10 -9 + 3,8 · 10 -9 / 2,15 +5 · 10 -9 »10,567 нГн;
Вхідний опір транзистора (Z вх = r вх + jX вх):
δ = 0,1; α 1 = 0,93; α 2 = 0,68.
Вхідна потужність:
Коефіцієнт посилення по потужності транзистора:
k p = P 1 / P вх; k p 1 = 8,57 / 0,832 = 10,306; k p 2 = 8,57 / 0,924 = 9,276.
λ 2 = с / f 2 = 3.10 8 м / с / 3.10 6 с -1 = 100 м.
1. З конструктивних міркувань виберемо для антени провід перерізом 2 мм 2, відповідно радіус дроту - 0,798 мм.
2. Довжина антени значно менше довжини робочої хвилі
3. Знайдемо вхідний опір:
· Фільтр нижніх частот, що забезпечує загасання 40 дБ на частоті рівній 2 ∙ f н, і 0дБ на частоті f в, тоді буде забезпечено заданий придушення позасмугових випромінювань на всьому робочому діапазоні. Вхідний і вихідний опору рівні R к = 35,48 Ом.
· Перестроюваний трансформатор опорів, що забезпечує перетворення вихідного опору кінцевого підсилювального каскаду до активного опору антени.
· Перебудовувані пристрій, компенсує реактивну складову вхідного опору антени.
Фільтр нижніх частот, що задовольняє вище вказаним умовам, вибираємо за допомогою програми RFSim і трансформатор опорів.
Оскільки реактивна складова вхідного опору антени менше нуля, то антену можна представити у вигляді послідовно з'єднаних конденсатора і резистора. Для компенсації реактивної складової вхідного опору антени, послідовно з антеною необхідно поставити котушку індуктивності такого ж опору (L = X c / 2πf). Відповідно, ця котушка повинна бути перебудовуваною в межах від 292 / (2 ∙ 3,14 ∙ 1,8 ∙ 10 6) = 2,58 ∙ 10 -5 Гн до 89 / (2 ∙ 3,14 ∙ 3 ∙ 10 6) = 4,72 ∙ 10 -6 Гн.
1. Задаються відношенням довжини намотування котушки l до його діаметру D (для котушок діаметром до 50 мм зазвичай беруть l / D = 0.5 ... 0.8, а для великих котушок потужних каскадів l / D = 1 ... 2).
2. Діаметр проводу котушки вибираємо виходячи з міркувань її допустимого нагрівання:
де d - діаметр проводу, [мм];
I - радіочастотний струм, [А];
ΔT - різниця температур проводи й навколишнього середовища, [К] (для котушок ГВВ беруть ΔT = 40 ... 50 К);
f - частота струму, [МГц].
3. Вибирається крок намотування (теоретичні дослідження і практика проектування рекомендують g = (1.3 ... 1.5) d).
4. Число витків спіралі котушки
,
де L розр - розрахункове значення індуктивності, [Гн];
D - діаметр котушки, [мм];
F (l / D) - коефіцієнт форми котушки
Розрахунок.
Струм протікає в котушці індуктивності L бл1 це струм I б0 = 0,014 А, струм протікає в котушці індуктивності L бл2 це струм I до0 = 0,443 А, струм протікає в котушках індуктивності фільтра, трансформатора опорів і компенсує котушки буде не більше
Відповідно, діаметри проводів котушок будуть: 7,42 мкм; 0,235 мм 0,26 мм.
Розрахунок.
Блокувальні.
Котушка L бл1 = 5 мгн; d = 0,01 мм; I б0 = 0,014 А;
Зовнішній діаметр - 20,02 мм.
Внутрішній діаметр - 20,01 мм.
Крок між витками - 0,01 мм.
Довжина котушки - 3,88 мм.
Довжина дроту - 24,39 м.
Кількість шарів - 1.
Кількість витків - 388.
Кількість витків в шарі - 388.
Кількість витків в шарі - 87.
Індуктивність - 4,993463 мгн.
Котушка L бл2 = 5 мгн; d = 0,25 мм; I до0 = 0,443 А;
Зовнішній діаметр - 23,5 мм
Внутрішній діаметр - 21,75 мм
Крок між витками - 1,75 мм
Довжина котушки - 21,89 мм
Довжина дроту - 41,89 м
Кількість шарів - 7
Кількість витків - 613
Кількість витків в шарі - 87
Індуктивність - 5,002767 мгн.
Фільтр.
Котушка L 1 = 0,491 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 1,5 мм
Довжина дроту - 0,16 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 5
Кількість витків в шарі - 5
Індуктивність - 0,000441 мгн
Котушка L 2 = 2,29 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 4,2 мм
Довжина дроту - 0,45 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 14
Кількість витків в шарі - 14
Індуктивність - 0,00228 мгн
Котушка L 3 = 3,48 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 5,7 мм
Довжина дроту - 0,61 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 19
Кількість витків в шарі - 19
Індуктивність - 0,00354 мгн
Котушка L 4 = 3,73 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 6 мм
Довжина дроту - 0,65 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 20
Кількість витків в шарі - 20
Індуктивність - 0,0038 мгн
Котушка L 5 = 2,99 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 5,1 мм
Довжина дроту - 0,55 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 17
Кількість витків в шарі - 17
Індуктивність - 0,00303 мгн
Котушка L 6 = 1,44 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 3 мм
Довжина дроту - 0,32 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 10
Кількість витків в шарі - 10
Індуктивність - 0,00137 мгн
Трансформатор опору (мінімальний).
Котушка L тр = 0,935 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 2,4 мм
Довжина дроту - 0,26 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 8
Кількість витків в шарі - 8
Індуктивність - 0,000963 мгн
Компенсуюча котушка індуктивності.
Котушка L 6 = 4,72 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 6,9 мм
Довжина дроту - 0,74 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 23
Кількість витків в шарі - 23
Індуктивність - 0,00460 мгн
L бл1, L дл2 - фільтрує ВЧ складову в ланцюзі харчування, 2πfL дл2, 2πfL дл1>> R ке,
L бл1 = L бл2 = 5мГн,
L 1-L 6, З 1-С 6 - фільтр нижніх частот;
L тр, З тр-трансформатор опорів;
L ком - компенсує котушка індуктивності;
З р1, З р2 - розв'язують каскади по постійному струмі, 1 / (2πfC бл1) <<R ке, C бл1 = С бл2 = 0,1 мкФ.
R ке і R д - встановлюють напругу зміщення на емітерний перехід, R ке = 269Ом, R д = 8 Ом.
R см і Сcм - ланцюг автосмещенія, R см = 2,8 Ом, С см = 8,8 мкФ.
L 1, L 2, C 1, C 2 - трансформатор опору і фільтр, відфільтровує вищі гармоніки. З 1 = 6,479 нФ, С 2 = 23,92 нФ, L 1 = 4,83 мкГн, L 2 = 1,308 мкГн.
VT - транзистор, відповідальний за керований перенесення потужності джерела живлення в навантаження.
Радіотехнічний факультет
Кафедра радіопередавальних пристроїв
"Пристрої формування та генерування сигналів"
"Кінцевий каскад однополосного зв'язкового передавача"
Єкатеринбург 2004
Завдання
Скласти структурну схему однополосного зв'язкового передавача, розрахувати режим кінцевої щаблі з такими параметрами:
· Діапазон робочих частот 1,8-3,0 Мгц;
· Потужність 6,0 Вт;
· Антена провід довжиною 20 м;
· Придушення позасмугових випромінювань 40 дБ;
· Живлення від акумуляторів пристрій 12 В.
Розрахувати пристрій, що погодить оконечной щаблі й пояснити призначення всіх елементів схеми.
Зміст
Введення. 4
Розрахункова частина. 5
1.1 Вибір і обгрунтування структурної схеми передавача. 5
1.2 Вибір транзистора для вихідний щаблі передавача. 5
2. Розрахунок режиму оконечной щаблі. 8
2.1 Розрахунок колекторному ланцюзі. 8
2.2 Розрахунок базової ланцюга. 10
1.3 Розрахунок антени .. 13
1.4 Розрахунок узгоджуючої ланцюга оконечной щаблі з антеною. 13
1.5 Конструктивний розрахунок параметрів котушок. 14
Призначення елементів схеми .. 19
Висновок. 21
Введення
Радіопередавальний пристрій (РПУ) - необхідний елемент будь-якої системи передачі інформації по радіо - будь то система радіозв'язку, навігаційна або телеметрична системи. Параметри радіопередавачів різноманітні і визначаються конкретними технічними вимогами до системи передачі даних. РПУ являє собою досить складну систему, до складу якої входить високочастотний тракт, модулятор для управління коливаннями високої частоти відповідно до переданої інформацією, джерела живлення, пристрої охолодження та захисту. Зв'язкові короткохвильові (f = 1,5-30 МГц) передавачі працюють в режимі односмуговою модуляції і використовуються для звукового зв'язку.Розрахункова частина
1.1 Вибір і обгрунтування структурної схеми передавача
УНЧ - підсилювач низької частоти;
ОМ - односмуговою модулятор (до якого входить амплітудний модулятор і фільтр, що виділяє одну з бічних);
ПЧ - перетворювач частоти односмуговому-модульованих коливань;
Ф - фільтр для придушення побічних продуктів при перетворенні частоти;
Сінт - джерело необхідних піднесуть коливань;
СЦ - согласующая ланцюг.
Сигнал з мікрофону через попередній підсилювач низької частоти потрапляє в односмуговому модулятор, де сигнал модулює деяку проміжну частоту (наприклад, f1 = 128 кГц). Потім односмуговою модульований сигнал подається на перетворювач частоти і переноситься на частоту f2, яку можна змінювати в деякому діапазоні. Потім односмуговому-модульований сигнал подається на крайовий підсилювач і через погоджує ланцюг на антену.
1.2 Вибір транзистора для вихідний щаблі передавача
Потужність у фідері зв'язкового КВ передавача, що працює в діапазоні 1,8-3,0 МГц дорівнює 6,0 Вт Оскільки між фідерним роз'ємом колекторної ланцюгом транзистора варто ланцюг зв'язку, на опорах втрат елементів ланцюга зв'язку марно втрачається частина коливальної потужності, що генерується транзистором. У залежності від схеми ланцюга узгодження, потужності і робочої частоти передавача величина ККД ланцюга зв'язку h ЦС = 0,7 ... 0,9. Приймемо величину h ЦС = 0,7. Потужність, на яку слід розраховувати ГВВ, дорівнює: Р 1 = Р Ф / h ЦС = 6 / 0,7 = 8,57 ВтДовідкова величина потужності, що віддається транзистором, повинна бути не менше 12 Вт.
У односмугових зв'язкових передавачах використовуються біполярні транзистори короткохвильового діапазону (1,5-30 МГц) з лінійними прохідними характеристиками. За діапазону частот і по заданій потужності можна виділити наступні транзистори 2T951Б, 2Т955А, 2Т921А. 2Т951Б, 2Т955А.
При однаковій вихідній потужності ГВВ на цих приладах будуть мати різний ККД і коефіцієнт підсилення по потужності. З групи транзисторів потрібно вибрати той, який забезпечує найкращі електричні характеристики підсилювача потужності.
Коефіцієнт корисної дії каскаду пов'язаний з величиною опору насичення транзистора - r НАС. Чим менше його величина, тим менше залишкову напругу в граничному режимі і вище ККД генератора.
Коефіцієнт посилення по потужності К Р залежить від ряду параметрів транзистора - коефіцієнта передачі струму бази b О, частоти одиничного посилення
f T і величини індуктивності емітерного виведення L Е. За інших рівних умов К Р буде тим більше, чим вище значення b О, f T і менше L Е.
З наведених транзисторів мінімальний r НАС у транзистора 2Т951Б.
r НАС = 2,4 Ом;
r е = 0 Ом;
r б = 3 Ом;
β 0 = 32;
f т = 194 МГц;
С до = 65 пФ;
З е. = 600 пФ;
L е = 3,8 нГн;
U ке.доп = 60 В;
U бе.доп = 4 В;
I до0 = 3 А;
E отс = 0,7 В;
Діапазон робочих частот - 1.5 .. 30МГц;
P Н = 20 Вт;
Режим роботи - лінійний, <-30дБ.
2. Розрахунок режиму оконечной щаблі
2.1 Розрахунок колекторному ланцюзі
Визначимо коефіцієнт використання вихідної напруги (U вих).Візьмемо кут відсічки (q) рівним 90 0, що забезпечить кращу лінійність амплітудних характеристик підсилювача, тоді a 1 (q) = 0,5; при Е к = 12В, ξ гр виходить комплексним, щоб цього уникнути збільшимо Е к.
При Е к = 28В ξ гр виходить рівним 0,881, що забезпечує прийнятний ККД.
Визначимо амплітуду напруги між колектором і емітером в граничному режимі:
U КГР = Е до · x гр;
U КГР = 28В · 0,881 = 24,664 В.
Знайдемо першу гармоніку струму колектора:
Визначимо постійну складову колекторного струму:
Визначимо потужність, що підводиться P 0.
P 0 = E до · I до0,
P 0 = 28.0, 443 »12,417 Вт <P доп = 1/2U кедоп · I к0доп = 0,5 * 36В * 8А = 144 Вт
Визначимо потужність, що розсіюється у вигляді тепла:
P к1 = P 0 - P 1,
P к1 = 12,417 - 8,57 = 3,845 Вт
Визначимо коефіцієнт корисної дії (h).
Визначимо опір колектора (R к)
2.2 Розрахунок базового ланцюга
Розрахуємо амплітуду струму бази:де c = 1 + g 1 (q) 2pf Т C до R до
c = 1 + 0,5 · 2.3, 14.100.10 6 · 65.10 -12 · 35,484 »2,15
Постійні складові базової і емітерного струмів:
I б0 = I до0 / b 0
I б0 = 0,934 / 26 = 0,014 А;
I е0 = I до0 + I б0
I е0 = 0,443 + 0,014 = 0,475 А.
Максимальна зворотна напруга на емітерний перехід, для того щоб U бе мах було менше з U бе доп R д (опір резистора, включеного за РЧ між базою і емітером) повинно бути 8 Ом, але R д>> r β = 0.034 Ом:
Напруга зсуву на емітерний перехід:
Для того щоб не вводити окреме джерело живлення для подачі негативного зсуву, можна використовувати схему з автосмещеніем. Якщо взяти напруга зміщення по постійному струму 0,7 В, то R см = 2,8 Ом; З см = 8,8 мкФ (X C см на частоті 1,8 МГц повинно бути багато менше R см). U ост = 28В-24, 664В = 3,336 В => R 3 = (U ост / I до0) - R см = 4,73 Ом.
R ке обчислюємо знаючи I б0, E п і R д. (Е п-Е б) / R ке = I б0 + Е б / R д R ке = R д (Е п-Е б) / (I б0 R д + Е б) = = 268,966 Ом.
Розрахуємо елементи схеми:
L вхОЕ = 3,8 · 10 -9 + 3,8 · 10 -9 / 2,15 +5 · 10 -9 »10,567 нГн;
Вхідний опір транзистора (Z вх = r вх + jX вх):
δ = 0,1; α 1 = 0,93; α 2 = 0,68.
Вхідна потужність:
Коефіцієнт посилення по потужності транзистора:
k p = P 1 / P вх; k p 1 = 8,57 / 0,832 = 10,306; k p 2 = 8,57 / 0,924 = 9,276.
1.3 Розрахунок антени
λ 1 = с / f 1 = 3.10 8 м / с / 1,8 · 10 6 с -1 = 166,67 м.λ 2 = с / f 2 = 3.10 8 м / с / 3.10 6 с -1 = 100 м.
1. З конструктивних міркувань виберемо для антени провід перерізом 2 мм 2, відповідно радіус дроту - 0,798 мм.
2. Довжина антени значно менше довжини робочої хвилі
3. Знайдемо вхідний опір:
1.4 Розрахунок узгоджуючої ланцюга оконечной щаблі з антеною
Согласующая ланцюг повинна включати в себе:· Фільтр нижніх частот, що забезпечує загасання 40 дБ на частоті рівній 2 ∙ f н, і 0дБ на частоті f в, тоді буде забезпечено заданий придушення позасмугових випромінювань на всьому робочому діапазоні. Вхідний і вихідний опору рівні R к = 35,48 Ом.
· Перестроюваний трансформатор опорів, що забезпечує перетворення вихідного опору кінцевого підсилювального каскаду до активного опору антени.
· Перебудовувані пристрій, компенсує реактивну складову вхідного опору антени.
Фільтр нижніх частот, що задовольняє вище вказаним умовам, вибираємо за допомогою програми RFSim і трансформатор опорів.
Оскільки реактивна складова вхідного опору антени менше нуля, то антену можна представити у вигляді послідовно з'єднаних конденсатора і резистора. Для компенсації реактивної складової вхідного опору антени, послідовно з антеною необхідно поставити котушку індуктивності такого ж опору (L = X c / 2πf). Відповідно, ця котушка повинна бути перебудовуваною в межах від 292 / (2 ∙ 3,14 ∙ 1,8 ∙ 10 6) = 2,58 ∙ 10 -5 Гн до 89 / (2 ∙ 3,14 ∙ 3 ∙ 10 6) = 4,72 ∙ 10 -6 Гн.
1.5 Конструктивний розрахунок параметрів котушок
Порядок розрахунку.1. Задаються відношенням довжини намотування котушки l до його діаметру D (для котушок діаметром до 50 мм зазвичай беруть l / D = 0.5 ... 0.8, а для великих котушок потужних каскадів l / D = 1 ... 2).
2. Діаметр проводу котушки вибираємо виходячи з міркувань її допустимого нагрівання:
де d - діаметр проводу, [мм];
I - радіочастотний струм, [А];
ΔT - різниця температур проводи й навколишнього середовища, [К] (для котушок ГВВ беруть ΔT = 40 ... 50 К);
f - частота струму, [МГц].
3. Вибирається крок намотування (теоретичні дослідження і практика проектування рекомендують g = (1.3 ... 1.5) d).
4. Число витків спіралі котушки
де L розр - розрахункове значення індуктивності, [Гн];
D - діаметр котушки, [мм];
F (l / D) - коефіцієнт форми котушки
Розрахунок.
Струм протікає в котушці індуктивності L бл1 це струм I б0 = 0,014 А, струм протікає в котушці індуктивності L бл2 це струм I до0 = 0,443 А, струм протікає в котушках індуктивності фільтра, трансформатора опорів і компенсує котушки буде не більше
Відповідно, діаметри проводів котушок будуть: 7,42 мкм; 0,235 мм 0,26 мм.
Розрахунок.
Блокувальні.
Котушка L бл1 = 5 мгн; d = 0,01 мм; I б0 = 0,014 А;
Зовнішній діаметр - 20,02 мм.
Внутрішній діаметр - 20,01 мм.
Крок між витками - 0,01 мм.
Довжина котушки - 3,88 мм.
Довжина дроту - 24,39 м.
Кількість шарів - 1.
Кількість витків - 388.
Кількість витків в шарі - 388.
Кількість витків в шарі - 87.
Індуктивність - 4,993463 мгн.
Котушка L бл2 = 5 мгн; d = 0,25 мм; I до0 = 0,443 А;
Зовнішній діаметр - 23,5 мм
Внутрішній діаметр - 21,75 мм
Крок між витками - 1,75 мм
Довжина котушки - 21,89 мм
Довжина дроту - 41,89 м
Кількість шарів - 7
Кількість витків - 613
Кількість витків в шарі - 87
Індуктивність - 5,002767 мгн.
Фільтр.
Котушка L 1 = 0,491 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 1,5 мм
Довжина дроту - 0,16 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 5
Кількість витків в шарі - 5
Індуктивність - 0,000441 мгн
Котушка L 2 = 2,29 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 4,2 мм
Довжина дроту - 0,45 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 14
Кількість витків в шарі - 14
Індуктивність - 0,00228 мгн
Котушка L 3 = 3,48 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 5,7 мм
Довжина дроту - 0,61 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 19
Кількість витків в шарі - 19
Індуктивність - 0,00354 мгн
Котушка L 4 = 3,73 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 6 мм
Довжина дроту - 0,65 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 20
Кількість витків в шарі - 20
Індуктивність - 0,0038 мгн
Котушка L 5 = 2,99 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 5,1 мм
Довжина дроту - 0,55 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 17
Кількість витків в шарі - 17
Індуктивність - 0,00303 мгн
Котушка L 6 = 1,44 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 3 мм
Довжина дроту - 0,32 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 10
Кількість витків в шарі - 10
Індуктивність - 0,00137 мгн
Трансформатор опору (мінімальний).
Котушка L тр = 0,935 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 2,4 мм
Довжина дроту - 0,26 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 8
Кількість витків в шарі - 8
Індуктивність - 0,000963 мгн
Компенсуюча котушка індуктивності.
Котушка L 6 = 4,72 мкГн; d = 0,3 мм; I б0 = 0,491 А;
Зовнішній діаметр - 10,6 мм
Внутрішній діаметр - 10,3 мм
Крок між витками - 0,3 мм
Довжина котушки - 6,9 мм
Довжина дроту - 0,74 м
Кількість шарів - 1
Кількість витків - 23
Кількість витків в шарі - 23
Індуктивність - 0,00460 мгн
L бл1, L дл2 - фільтрує ВЧ складову в ланцюзі харчування, 2πfL дл2, 2πfL дл1>> R ке,
L бл1 = L бл2 = 5мГн,
L 1-L 6, З 1-С 6 - фільтр нижніх частот;
L тр, З тр-трансформатор опорів;
L ком - компенсує котушка індуктивності;
З р1, З р2 - розв'язують каскади по постійному струмі, 1 / (2πfC бл1) <<R ке, C бл1 = С бл2 = 0,1 мкФ.
R ке і R д - встановлюють напругу зміщення на емітерний перехід, R ке = 269Ом, R д = 8 Ом.
R см і Сcм - ланцюг автосмещенія, R см = 2,8 Ом, С см = 8,8 мкФ.
L 1, L 2, C 1, C 2 - трансформатор опору і фільтр, відфільтровує вищі гармоніки. З 1 = 6,479 нФ, С 2 = 23,92 нФ, L 1 = 4,83 мкГн, L 2 = 1,308 мкГн.
VT - транзистор, відповідальний за керований перенесення потужності джерела живлення в навантаження.