|
|
 |
Цепи согласования каскадов усилителя мощности передатчика.
Онлайн калькулятор расчёта межкаскадных корректирующих LC - цепей.
Поразмышляли мы о том, о сём на прошлой странице, почесали репы, да и произвели-таки расчёт цепи согласования выходного каскада
передатчика с антенной.
Потом ещё раз подумали-подумали-почесали и решили, что мало нам согласовать мощный транзистор с антенной, его ещё надо как-то подключить к
предыдущему каскаду, призванному обеспечить достаточный уровень сигнала для управления оконечником.
А учитывая крайне низкое значение входного импеданса мощного биполярника, его надо будет не только подключить, но и согласовать по
сопротивлению, а без этого - никуда, и задачу эту придётся решать по-любому: без шаманства, танцев с бубнами и разных там
подстроечных конденсаторов.
Входное сопротивление транзистора в схеме с ОЭ равно справочной характеристике - rб и может быть как указано в источнике знаний, так
и нет...
Как быть, если - нет?
Тут главное не сжигать себя отчаянием, а просто задуматься не столько о смысле бытия, сколько о том -
как выйти из сложившегося положения.
Сопротивление rб транзистора напрямую зависит от площади p-n переходов транзистора: чем больше площадь -
тем ниже сопротивление (причём как активное, так и реактивное). В прямой пропорции от площади переходов находится и мощность
транзистора: чем больше площадь - тем выше мощность. Осталось выяснить, каким сопротивлением базы обладает одноваттный транзистор
и смасштабировать полученные данные на транзистор любой мощности. Полазив по справочникам, была выявлена цифра, позволяющая с
достаточной точностью определять входное сопротивление транзистора любой мощности - 10 Ом на 1 Вт. Т.е. 150-ваттный транзистор
будет иметь rб ≈ 10 Ом/150=0,07 Ом, 100-ваттный ≈ 0,1, а 50-ваттный ≈ 0,2 Ом. Данной точности вполне достаточно для корректного
расчёта коэффициента трансформации согласующей цепи.
На Рис.1 приведена схема согласования выходного каскада транзисторного усилителя с предыдущим каскадом.
Рис.1
Методика расчёта дросселей L1, L2 и L5 была описана на прошлой странице. Там же может быть вычислено и выходное сопротивление
первого каскада на транзисторе Т1, исходя из его мощности.
Как рассчитать входное сопротивление Т2 (если мы не нашли этот параметр в справочнике), также подробно обсудили.
Осталось всего ничего - произвести незамысловатый расчёт согласующей цепи, представляющей из себя трансформатор сопротивлений и
состоящей из С1, С2, L3.
Но для начала, чтобы далеко не бегать, я приведу-таки калькулятор для расчёта входных/выходных сопротивлений транзисторов.
РАСЧЁТ ВХОДНЫХ/ВЫХОДНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ с ОЭ.
Не забываем, что полученные значения выходных сопротивлений транзисторов следует увеличить на 20-30%, либо на
большую величину, соответствующую выбранному запасу работы транзистора по отношению к его максимальной паспортной мощности.
Входные сопротивления транзисторных каскадов с ОЭ также не являются неизменными величинами. И они зависят от тока коллектора
полупроводников, но не так явно, в связи с наличием значительной конструктивной входной ёмкости транзистора, обуславливающей реактивную
составляющую входного импеданса.
На самом деле, если мы не выбираем выходной транзистор с 10-кратным запасом по мощности (а этого делать и не следует в связи
со значительным снижением КПД), а ограничиваемся 20-30% запасом, то в качестве максимальной мощности транзистора Т2 в калькуляторе следует
вводить значение ≈ 2×Рвых усилителя, а Т1 - величину в 5-10 раз меньшую, что позволит получить на выходе калькулятора цифры входных
и выходных сопротивлений, близкие к реальным.
Почему ≈ 2×Рвых усилителя, мы подробно рассмотрели на прошлой странице. Почему в 5-10 раз меньшую - именно такой коэффициент усиления
по мощности имеет выходной каскад на мощном биполярном транзисторе.
Методика расчёта корректирующих цепей, используемых в усилителе (Рис.1), описана профессором кафедры Томского университета,
доктором технических наук Титовым Александром Анатольевичем, и позволяет осуществлять реализацию усилительных каскадов
с максимально возможным коэффициентом усиления при одновременном обеспечении заданной АЧХ устройства.
Расчёт подразумевает использование табличных нормированных значений элементов.
А поскольку без пол-литра в этом запутанном деле не разберёшься, мало того, и с пол-литра довольно затруднительно, то калькулятор
по расчёту данных цепей окажется совсем не лишним.
Важно иметь в виду: отношение Rвых предварительного каскада к Rвх последующего должно находиться в пределах
9,43 - 500.
РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СОГЛАСУЮЩЕЙ МЕЖКАСКАДНОЙ LC ЦЕПИ.
Некоторых радиолюбителей могут смутить или даже напугать низкие величины индуктивностей, получившиеся при расчётах на высоких частотах.
Смущаться не надо! Изжоги бояться, как известно - водки не пить!
Во-первых, индуктивности мелких номиналов достаточно легко реализуются на полосковых линиях. Вот как,
примеру, видит линию согласования своего VHF/UHF High power транзистора RD15HVF1 Mitsubishi Electric Corporation:
Во-вторых, есть схемотехнический метод замещения катушки индуктивности мелкого номинала посредством катушки со значением
индуктивности большей величины.
Как это можно организовать? Подробно рассмотрим на следующей странице.
|
|
