Однополосный связной передатчик (стр. 2 из 2)
Расчет коллекторной цепи
Произведем расчет для одного плеча в граничном режиме на половинную мощность. Выбор граничного режима объясняется тем, что в этом режиме генератор отдает наибольшую полезную мощность при высоком КПД.
Мы получили коэффициент трансформации N = 1.836. Поскольку проектируемый передатчик должен работать в широкой полосе частот, то трансформатор следует выбирать широкополсным. Этому условию удовлетворяет трансформатор на длинных линиях. Но трансформаторов на длинных линиях с таким коэффициентом трансформации сопротивления не существует. Они могут обеспечивать трансформацию только с некоторыми фиксированными коэффициентами 1/9, 1/4, 4/9, 1, 9/4, 4, 9. Потому из этого ряда и выбирается коэффициент трансформации N.
Расчет цепи коррекции АЧХ транзисторов
Расчет трансформатора Т1
При выборе фильтра остановимся на ФНЧ Чебышева, поскольку он прост в реализации, так как содержит немного элементов, по сравнения с другими фильтрами, и прост в настройке.
При расчете фильтра будем предъявлять следующие требования:
- необходимое минимальное затухание аф = 35 дБ,
- неравномерность АЧХ в полосе пропускания Δа = 0,019 дБ
- частота среза, зависящая от отдельного фильтра
Существует несколько способов расчета фильтров с заданными требованиями. Одним из способов является использование программ компьютерного моделирования, например MicroCap 7.0. Применим эту программу и получим следующие результаты:
1 фильтр.
С1 = 29.4 пФ; L1 = 47,5 мкГн; С2 = 61,0 пФ; L2 = 54,8 мкГн; С3 = 61,0 пФ; L3 = 47,5 мкГн; С4 = 29,4 пФ;
2 фильтр.
С1 = 18,6 пФ; L1 = 30,0 мкГн; С2 = 38,5 пФ; L2 = 34,6 мкГн; С3 = 38,5 пФ; L3 = 30,0 мкГн; С4 = 18,6 пФ;
3 фильтр.
С1 = 11,7 пФ; L1 = 18,9 мкГн; С2 = 24,3 пФ; L2 = 21,8 мкГн; С3 = 24,3 пФ; L3 = 18,9 мкГн; С4 = 11,7 пФ;
4 фильтр.
С1 = 7,4 пФ; L1 = 11,9мкГн; С2 = 15,3 пФ; L2 = 13,8 мкГн; С3 = 15,3 пФ; L3 = 11,9 мкГн; С4 = 7,4 пФ;
5 фильтр.
С1 = 4,7 пФ; L1 = 7,5 мкГн; С2 = 9,7 пФ; L2 = 8,7 мкГн; С3 = 9,7 пФ; L3 = 7,5 мкГн; С4 = 4,7 пФ;
Трансформатор:
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора: 33,32 В
Ток во вторичной обмотке трансформатора: 0,33 А
Мощность вторичной обмотки трансформатора: 11,00 Вт
Диоды:
Допустимое обратное постоянное напряжение на диодах: 47,12 В
Допустимый прямой ток на диодах: 0,47 А
Рекомендуемый тип диодов:
КЦ205А
U пр. 1- прямое падение напряжение (В)
U обр. 500- максимальное обратное напряжение (В)
I пр. 0,5- средний прямой ток через диод (А)
Конденсатор:
Емкость конденсатора фильтра: не менее 150,00 мкФ
Рабочее напряжение конденсатора: не менее 47,12 В
Вариант используемого конденсатора: 220 мкФ х 50 В
Расчет производился при помощи программы Rectifier 1.0,
Рассчитаем блокировочные индуктивности Lбл, Сбл. Будем исходить из назначения этих элементов. Индуктивности предназначены для того, чтобы высокочастотный ток коллектора не попал в цепь питания, поэтому сопротивление этих индуктивностей должно быть много больше сопротивления нагрузки для каждого плеча, т.е.
Пусть
, тогда 
мкГнБлокировочные емкости предназначены чтобы постоянный ток питания не проходил в нагрузку каскада. Для высокочастотного тока сопротивление емкостей должно быть много меньше сопротивления нагрузки, т.е.
Пусть
, тогда 
нФКонструктивный расчет элементов
1. Расчет дросселей. При расчете дросселей следует отталкиваться от индуктивности и тока протекающего через него.
1) Блокировочные дроссели в цепи питания. Через блокировочные дроссели в цепи питания протекают токи Iко = 0,317А. Их индуктивность, полученная расчетным путем, должна быть не менее 60 мкГн. Таким требованиям удовлетворяет ДM-0.6-60 c диаметром D = 4,4 мм, длиною с выводами L = 80 мм и длиною без выводов l = 21,5 мм. Число витков 270.
2) Дроссели в цепи коррекции АЧХ. Поскольку токи через эти дроссели протекают очень маленькие, то подбор дросселей будем осуществлять исходя только лишь из индуктивностей. Подойдет провод с самым малым диаметром.
По расчетам Lдоп = 34,4 нГн, чему соответствует дроссель с диаметром катушки 3 мм, длиной 11 мм и количеством витков 7.
По расчетам Lпар = 89,6 нГн, чему соответствует дроссель с диаметром катушки 3 мм, длиной 11 мм и количеством витков 11.
3) Индуктивности в выходной фильтрующей системе. Токи через эти дроссели вычислить достаточно сложно. Для этого надо знать, как перераспределяются токи и напряжения на всех элементах фильтра. При этом на входе фильтра присутствуют кроме полезного сигнала еще и высшие гармоники, и, возможно, еще какие-либо шумы. Можно поступить следующим образом. Токи, протекающие через все индуктивности как минимум равны току на нагрузке. Причем ток в нагрузке (ток первой гармоники) составляет основную составляющую всех токов на входе фильтров потому как на выходе усилительного каскада самой мощной является первая гармоника и тем более что четные гармоники замыкаются на трансформаторе Т2. Ток, протекающий на первой индуктивности фильтра, больше токов на всех последующих индуктивностей, так как при его прохождении через очередную LC-цепь какая-то его часть постепенно отфильтровывается. Поэтому примем за ток, проходящий через первую индуктивность ток нагрузки плюс какой-то небольшой ток, приходящийся на высшие гармоники и шумы.
Если у нас ток нагрузки Iн = 0,748 А, то примем входной ток в фильтре Iф = 1..1.5 А. Примем это значение тока для всех индуктивностей фильтра. Это грубой ошибкой не будет, поскольку реальный ток в них меньше, а нам важно лишь, чтобы он был не больше этой величины.
Для индуктивностей L1 и L3 нужна катушка диаметром 3,8 мм, длиной 11 мм и числом витков 205. Для индуктивности L2 нужна катушка диаметром 3,8 мм, длиной 11 мм и числом витков 220.
2. Расчет (выбор) резисторов.Резисторы для схемы выбираются согласно установленным стандартным номиналам сопротивлений. Используя ряд номинальных сопротивлений Е24, выбираем следующие значения:
R1 = R2 = 9,1 Ом; R3 = R4 = 8,2 Ом; R5 = R6 = 470 Ом; R7 = R8 =100 Ом
Были выбраны следующие типы резисторов:
R1 – МЛТ-0,125-9,1 Ом -10%
R2 – МЛТ-0,125-9,1 Ом -10%
R3 – МЛТ-0,125-8,2 Ом -10%
R4 – МЛТ-0,125-8,2 Ом -10%
R5 – МЛТ-1-470 Ом -10%
R6 – МЛТ-1-470 Ом -10%
R7 – МЛТ-0,125-100 Ом -10%
R8 – МЛТ-0,125-100 Ом -10%
3. Расчет (выбор) конденсаторов.
1) Емкости в фильтрующей системе. Используем стеклокерамические конденсаторы типа К22У-1. Из ряда номинальных значений (ГОСТ 2519-67) выберем наиболее близкие к рассчитанным. Таким образом, С1 = С4 = 30 пФ ±5% из ряда Е24, С2 = С3 = 62 пФ ±5% из ряда Е24. Для настройки фильтров необходимы переменные конденсаторы. Можно использовать воздушные переменные конденсаторы.
2) Емкости в корректирующей цепи. Используем стеклокерамические конденсаторы типа К22У-1. Из ряда номинальных значений (ГОСТ 2519-67) выберем наиболее близкие к рассчитанным. Таким образом, Спар = 240 пФ ±5% из ряда Е24, Сбл = 4,3 мкФ ±5% из ряда Е24.
3) Емкости в цепи питания. Для блокировочных емкостей используем стеклокерамические конденсаторы типа К22У-1. Из ряда номинальных значений (ГОСТ 2519-67) выберем наиболее близкие к рассчитанным. Таким образом, Сбл = 18 нФ ±5% из ряда Е24.
Список использованной литературы
1. Проектирование радиопередатчиков. Учебное пособие для вузов/ В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин и др. Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь. 2000.
2. Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. Шахгильдяна В.В. 1993 г.
3. Ханзел Г. Справочник по расчету фильтров. – М.: Сов. радио, 1974 г.
4. Шумилин М.С., Козырев В.А. и др. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. 1987 г.
5. Радиопередающие устройства: Метод. указания по курсовому проектированию / Л.И. Булатов; Б.В. Гусев; Ф.В. Харитонов. Екатеринбург: УПИ, 1992, 28 с.