Расчет элементов структурной схемы предоконечного (ПОК) и оконечного каскада (ОК) усиления мощности

В оконечном усилителе используем квадратурную схему сложения мощности двух транзисторных усилителей, которая позволит ослабить взаимное влияние двух балансных схем и упростить согласование их входных цепей, обеспечит подавление отраженных волн на выходе модуля при его работе на несогласованную нагрузку (фидер). Применение квадратурной схемы сложения позволяет на порядок снизить уровень эхосигналов, что важно при работе на фидер с недостаточно высоким КБВ.

Основные преимущества квадратурных мостовых схем состоят в следующем:

. Выходное сопротивление квадратурного моста сложения - постоянное резистивное и равно номинальному R при любых, в том числе близких к реактивным, но обязательно одинаковых, выходных сопротивлениях генераторов.

. Входное сопротивление квадратурного моста деления - постоянное резистивное и равно номинальному R при любых, в том числе близких к реактивным, но одинаковых, нагрузочных сопротивлениях.

Применение квадратурной схемы приводит результирующее входное сопротивление двух генераторов к номинальному, равному входному сопротивлению квадратурного моста и тем самым повышает устойчивость работы данного каскада.

Рассмотрим получение нужной мощности на выходе передатчика и учтем все потери на пути сигнала от возбудителя к антенне.

При этом используем приблизительные наиболее распространённые значения коэффициентов полезного действия отдельных каскадов тракта. Расчёт производится «с конца» тракта, так как он основывается на выходной мощности передатчика, оговоренной в техническом задании.

В антенно-фидерную систему сигнал попадает, пройдя выходную фильтрующую систему (ВФС), предназначенную для подавления гармоник рабочей частоты, создаваемых оконечным каскадом усиления, до уровня, оговоренного в нормах на электромагнитную совместимость (в данном случае -70 дБ), а также для компенсации реактивного сопротивления АФТ. КПД ВФС : η= 0.7, значит мощность на входе ВФС должна быть:

РВФС=Ра/ η =143 Вт

Перед ВКС в структурной схеме стоит оконечный каскад усиления (ОК). Для его построения используем схему сложения мощностей. Это связано с тем, что при создании мощных генераторных приборов, включая транзисторы, наступают физические и технологические ограничения. Параллельное включение большого числа (N) транзисторов меньшей мощности теоретически может дать мощность NP1, где Р1 - мощность одного из них. Но на практике из-за достаточно ощутимого разброса параметров суммарная мощность оказывается гораздо ниже максимально возможной. Кроме того, при этом резко ухудшается устойчивость генераторов, даже если включать транзисторы параллельно в каждое плечо двухтактной схемы. Ввиду того, что транзисторы являются низковольтными приборами, при их параллельном включении ещё больше уменьшаются входные и нагрузочные сопротивления, и тем самым в ещё большей степени усложняется построение цепей связи. Поэтому проще получить меньшую мощность в двух плечах , применив затем схему сложения мощностей. В таком случае суммарная мощность ОК должна быть равна мощности на входе ВФС. Но необходимо учесть потери мощности в мостовой схеме сложения. КПД мостовой схемы сложения ηΣ = 0,9, следовательно каждый из двух транзисторов должен отдать в схему сложения мощность

PVT1,2= РВФС /ηΣ2= 80 Вт

При выборе транзистора необходимо учесть, что для повышения надёжности, а также для учёта возможности работы на рассогласованную нагрузку следует задаваться мощностью, превышающей требуемую примерно на 25-30%.

Значит, транзисторы должны давать

PVT1,2' = PVT1,2*1.2 = 95 Вт

Таким образом, выберем транзистор 2Т970А

, обладающий следующими параметрами:

fраб = 400 МГц

Рн = 100 Вт

Кр = 5

Еп = 28 В

Схема включения: ОЭ

Режим работы: класс В

На входе транзисторного УМ с учётом коэффициента передачи по мощности (К)Р мощность должна составлять

Лучшие статьи по информатике

Разработка управляющей программы для микроконтроллера HCS12
Около 55% проданных в мире процессоров приходится на 8ми битные микроконтроллеры. Более 4 млрд. 8ми битных микроконтроллеров продано в 2006. Они установлены ...

Расчёт параметров настройки ПИ и ПИД регуляторов
Автоматизация производства является на современном этапе важнейшим фактором научно-технического прогресса во всех отраслях промышленности, в том числе ...

Разработка цикловой системы управления промышленным роботом
Электроника - это область науки и техники, которая занимается изучением физических основ функционирования, исследованием, разработкой и применением приборо ...