Конструктивный расчет элементов нагрузочной системы

В процессе конструктивного расчета нагрузочной системы необходимо выбрать номинальные значения стандартных деталей (С₀, С1, С2 ), входящих в контур, и определить конструктивные размеры контурной катушки L₀.

При выборе номинального значения конденсатора С1 необходимо учитывать, что параллельно ему подключена выходная емкость транзистора усилителя мощности.

Для настройки контура в резонанс и обеспечения оптимальной связи с нагрузкой в состав емкостей С₀ и С2 целесообразно включить подстроечные конденсаторы. При включении в цепь подстроечных конденсаторов схема контура примет вид изображенный на рисунке 10.

Рис. 10.

Номинальные значения элементов входящих в контур:

С₀ = 22 пФ; С2 =360 пФ.

Учитывая, что выходная емкость транзистора С_к = 150 пФ емкость С1 определится так С1 = 573 – 150 = 423 пФ, номинальное значение равно 430 пФ.

Произведем расчет контурной катушки:

Зададим отношение длины намотки катушки ( l ) к диаметру намотки ( D )

v = l / D = (0.5…2) = 1.25.

Определим площадь продольного сечения катушки S = l ∙ D по формуле

S = P₁ ∙ η_к / K_s = 36.8 ∙ 0.8 / 0.5 = 58.9 см²,

где K_s = (0,1 – 1) – удельная тепловая нагрузка на 1 см² сечения катушки, [Вт/см²].

Определим длину l и диаметр D катушки

 см;

= 6.86 см.

Рассчитаем число витков контурной катушки

= 6.86 ≈ 7,

где L0 – индуктивность катушки в мкГн.

Определим диаметр провода катушки d (мм)

I_к = U_k1 ∙2 ∙ π ∙ f ∙ C1 = 18.4 ∙2 ∙ π ∙25 ∙ 10⁶ ∙ 430 ∙ 10^-12 = 1.2 A;

d ≥ 0.18 ∙ I_к ∙ = 0.18 ∙ 1.2 ∙ = 0.48 мм ≈ 1 мм,

где U_k1 – амплитуда импульсов коллекторного напряжения; I_к – амплитуда контурного тока в амперах, f – рабочая частота в МГц.

Найдем собственное сопротивление потерь контурной катушки на рабочей частоте

r₀ = 1.25 Ом,

где  f – рабочая частота, МГц; d – диаметр провода, мм; D – диаметр катушки, мм.

Определим к.п.д. контура

η_к = r_вн / ( r₀ + r_вн ) = 4.12 / (1.25 + 4.12 ) = 0.77.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проектирования и расчетов отдельных блоков получились следующие результаты:

Кварцевый генератор построен по схеме емкостной трехточки и обеспечивает стабильность частоты порядка 10^-6. Имеет выходную мощность 0.134 мВт и к.п.д. 0.14 %.

Усилитель мощности построен по схеме с общим эмиттером, имеет выходную мощность   36.8 Вт, к.п.д. равен 72 %.

Выходная согласующая цепь построена в виде П-образного контура с к.п.д. 77% и коэффициентом фильтрации 351.6.

Также в результате проектирования предъявлены требования к нерассчитанным блокам.

Проделанная работа закрепила полученные на лекциях знания в области проектирования и анализа работы радиопередающих устройств.

Список литературы

1. Терещук Р. М., Фукс Л. Б. Малогабаритная радиоаппаратура: Справочник радиолюбителя – Киев: Наукова думка. – 1967

2. Лаповок Я. С. Я строю КВ радиостанцию. – 2-е изд., прераб. И доп. – М.: Патриот, 1992.

3. Шахгильдян В.В. и др., Радиопередающие устройства: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Радио и связь, - 1996.

4. Петров Б. Е., Романюк В. А., Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.: Учебное пособие для радиотехн. Спец. Вузов. – М.: Высшая школа – 1989.

5.