Оконечный каскад и выбор транзистора для него.

 

Оконечный каскад необходим для создания необходимой мощности на выходе, так как возбудительдля обеспечения высокой стабильности колебаний работает на малых мощностях. Как покажет дальнейший расчет, в данной работе для обеспечения необходимой мощности в оконечном каскаде используется одна двухтактная усилительная ячейка. Основным фактором, влияющим на расчет режима работы транзисторов, будет расчет на заданное значение мощности Р₁ - мощности первой гармоники, отдаваемой в нагрузку одним транзистором. Расчет ведется при угле отсечки 90 градусов. При описании входной цепи необходимо также рассчитать номиналы элементов, составляющие корректирующе-согласующие цепи для формирования чисто резистивного сопротивления, которые представляют собой параллельный контур, являющийся дополняющей цепью для последовательного контура, который явно появляется при отображении эквивалентной схемы транзистора.

 

Рис. 5

 

5.2. Расчёт выходной цепи усилителя

 

Выбор транзистора:

В качестве транзистора для оконечного каскада был выбран транзистор 2Т950Б со следующими параметрами:

 

Uк доп, В	Iк0 доп, А	fт, МГц	b0	Lэ, нГн	Lб, нГн	Lк, нГн	Cк, пФ	rнас, Ом	Rт п-к, 0С/Вт	tп. доп, 0C
				2.1	2.3				1.75

Напряжение источника коллекторного питания:

Рассеиваемая на коллекторе мощность:

Расчет амплитуды импульса коллекторного тока:

Максимально допустимая амплитуда импульса коллекторного тока:

Мощность на выходе оконечного каскада:

Число двухтактных схем:

Уточняем I_кm:

Расчет амплитуды переменного напряжения на коллекторе:

Расчет первой гармоники коллекторного тока:

Сопротивление нагрузки по первой гармонике, ощущаемое одним транзистором:

Для возникновения бегущей волны необходимо согласование ощущаемого сопротивления и трансформатора на основе длинной линии. Этому условию удовлетворяет кабель РП-6-7-11 с волновым сопротивлением W=6.3 Ом.

Разница в значениях сопротивлений составляет .

Так как разница более 5%, необходимо уточнить значение тока.

 

Уточнение значения i_km:

Минимальное напряжение на коллекторе: В

Проверка условия пренебрежения емкостью коллекторного вывода:

Таким образом выбранный транзистор и согласованный с ним кабель нас устраивают.

 

Расчет КПД:

 

5.3 Расчет входной цепи усилителя.

Выходное сопротивление транзистора на частотах выше :

при работе с отсечкой

Нагрузочный коэффициент:

Индуктивная и резистивная составляющие входного сопротивления транзистора:

Добротность последовательногоколебательного контура на верхней частоте:

 

Температура перехода транзистора:

Температурный потенциал при этой температуре:

 

Усредненное за время протекания тока значение крутизны транзистора по переходу:

А/В

Усредненное значение диффузионной емкости открытого эмиттерного перехода:

Первая гармоника коллекторного тока транзистора при коротком замыкании нагрузки:

Амплитуды напряжения на открытом эмиттерном переходе:

Расчет эквивалентной емкости входной цепи:

Емкость корректирующего конденсатора:

Значение емкости выбираем из ряда E12:

 

Расчет значения корректирующего резистора:

Наличие корректирующего резистора проверяется из условия (нижняя частота рабочего диапазона меньше граничной частоты транзистора по току).

Следовательно, необходимо поставить корректирующий резистор, значение которого .

Принимаем из стандартных значений номиналов (ряд Е24)

Расчет элементов цепи балластной нагрузки

Из ряда Е24: R_бал=9.1 Ом. Из ряда Е12: С_бал=680 пФ.

 

Входное сопротивление одного плеча двухтактного усилителя:

Амплитуда напряжения на входе корректирующей цепи одного плеча двухтактного усилителя:

 

Мощность, необходимая для возбуждения одного плеча усилителя:

Расчет коэффициента усиления каскада по мощности:

 

Расчет разделительных элементов:

— выбираем 8,2 нФ

 

Сопротивления разделительных конденсаторов должно быть намного меньше сопротивления нагрузки — сопротивления коаксиального кабеля в диапазоне частот работы данного устройства: — выбираем 100 нФ.

Сопротивление разделительных индуктивностей должно быть намного больше сопротивления нагрузки — входного сопротивления одного плеча усилителя или сопротивления коаксиального кабеля в диапазоне частот работы данного устройства: