загрузка...

трусы женские
загрузка...

Модуль АФАРСЬКА

Модуль АФАРСЬКА

Вихідні дані:

1. Призначення передавача - передавальний модуль ;

2. Потужність: Pвих = 0,5 Вт; Pвх ? 20 мВт.

3. Діапазон частот: fвих = 0,5 ГГц; fвх = 0,25 ГГц.

4. Характеристика сигналів, що підлягають передачі: ЧС-сигнал.

5. Місце встановлення - борт ЛА.

6. Rнапр = 50 Ом.

1. Введення

На сучасному етапі розвитку радіопристроїв СВЧ все більше застосування знаходять передавальні, прийомні і приемопередающие активні фазовані антенні грати (АФАРСЬКА), в яких випромінювачі (або група випромінювачів) пов'язані з окремим модулем, що містить активні елементи у вигляді різного типу генераторних і підсилювальних каскадів і перетворювачів частоти коливань, а також пасивні умножители частоти.

У передавальній АФАРСЬКА активна частина окремого модуля, що збуджується від загального задає генератора, фактично має функціональну схему, аналогічну схемою підсилювально-умножительних СВЧ-тракту радіопередавального пристрою, виконану на генераторах із зовнішнім збудженням. В якості активних приладів цих генераторів в багатьох практичних випадках використовуються напівпровідникові НВЧ-прилади, що дозволяють підвищити надійність і довговічність модулів АФАРСЬКА в порівнянні з модулями на електровакуумних НВЧ-приладах, при забезпеченні середньої вихідної потужності модуля до десятків і сотень ват (при використанні схем складання СВЧ-потужностей) в дециметровому діапазоні і до десяти ват в сантиметровому діапазоні.

У тому випадку, коли частота коливань на виході модуля в ціле число разів більше, ніж на його вході, один з генераторних каскадів модуля повинен бути помножувачем частоти. Функціональна схема передавальної АФАРСЬКА, в модулях якій застосовані умножители частоти, наведена на рис. 1.

Введення помножувача частоти в модуль АФАРСЬКА дозволяє на виході модуля отримати коливання з певною потужністю на тих частотах, на яких напівпровідниковий підсилювач вже непрацездатний. Сказане найбільшою мірою відноситься до потужних підсилювачів на транзисторах, граничні робочі частоти яких в даний час не перевищують 6-7 ГГц. Тому малогабаритні модулі АФАРСЬКА дециметрового діапазону хвиль на напівпровідникових приладах, побудовані на основі транзисторного підсилювача потужності і подальшого помножувача частоти, мають генераторну частину.

Зазвичай при проектуванні генераторної частини модуля АФАРСЬКА з множенням частоти бувають задані Pвих, fвих, fвх, а також значення Pвх. В результаті проектування визначається число умножительних і підсилюючих каскадів в генераторної частини модуля, типи активних приладів і електричних схем, використовувані в каскадах, значення параметрів режиму активних приладів та елементів схем каскадів, а також вид конструктивного виконання каскадів.

2. Розрахунок Структурною схеми модуля АФАРСЬКА

Структурна схема модуля АФАРСЬКА представлена ??на рис. 2.

Маючи задану вихідну потужність Pвих, задамося контурними ККД узгоджувальних ланцюгів (СЦ1, СЦ2, СЦ3) (?к СЦ1 = ?к СЦ2 = ?к СЦ3 = ?к СЦ = 0,9) і знайдемо потужність на виході помножувача частоти:

.

Знаючи вихідну потужність помножувача частоти, коефіцієнт множення і вхідну частоту, за допомогою програми MULTIPLY, розробленої на каф. 406, виберемо транзистор і розрахуємо його режим роботи (результати цих розрахунків дано у п. 4.1.1.).

У числі інших результатів програма видає коефіцієнт посилення по потужності KУЧ = 9,958, використовуючи який, ми обчислюємо потужність на вході помножувача частоти, збігається, зрозуміло з потужністю на виході СЦ2 (Pвих СЦ2):

.

Оскільки, як згадувалося вище, ми поставили контурний ККД узгоджувальних ланцюгів рівним ?к СЦ = 0,9, то потужність на вході СЦ2 Pвх СЦ2, рівна потужності на виході підсилювача потужності Pвих УМ, дорівнює:

.

Тепер, знаючи потужність на виході підсилювача потужності (Pвих УМ) і знаючи його робочу частоту f = 0,25 ГГц, за допомогою програми PAMP1, також розробленої на каф. 406, вибираємо активний прилад (транзистор) і розраховуємо його режим роботи для СВЧ підсилювача потужності (результати цих розрахунків наведено в п. 4.2.1.). Отриманий в ході розрахунків коефіцієнт посилення Kум дозволяє знайти потужність на вході підсилювача, тотожне рівну потужності на виході вхідний узгоджувальний ланцюга СЦ1:

.

Оскільки ми задали контурний ККД узгоджувальних ланцюгів рівним ?к СЦ = 0,9, то потужність на вході СЦ1 Pвх СЦ1 дорівнює:

,

що менше 20 мВт, що обмежують за завданням вхідну потужність зверху.

3. Методики розрахунку каскадів модуля

3.1. Методика розрахунку РЕЖИМУ ТРАНЗИСТОРА ПОТУЖНОГО СВЧ ПІДСИЛЮВАЧА потужності

Розглянута методика може бути використана для розрахунку режиму потужного транзистора підсилювача, що працює на частотах порядку сотень мегагерц, і дозволяє отримати параметри режиму, досить близькі до експериментальних. На значних частоти 1 ... 3 ГГц похибка розрахунку зростає через використання спрощеної еквівалентної схеми транзистора і недостатньою точності при визначенні її параметрів. У діапазоні частот вище 3 ГГц ці недоліки проявляються ще більш різко. На режим починає чинити сильний вплив навіть порівняно невеликий розкид значень індуктивностей висновків і ємностей корпусу, а також численні паразитні зв'язку в конструкції транзистора. Ці обставини обмежують верхній частотний межа застосовності розглянутої методики.

У методиці розрахунку використовується еквівалентна схема, доповнена деякими елементами, істотними для діапазону НВЧ.

Параметри еквівалентної схеми транзистора залежать від протікають струмів та доданих напруг. Проте зазвичай вважають, що в обраному режимі транзистора параметри схеми будуть постійними в межах кожної області роботи: робочої області (К - замкнутий) і області відсічення (К - розімкнути). Параметри еквівалентної схеми наводяться в довідкових даних, а найменування їх дано у розділі "Позначення" посібники [1]. Деякі параметри, які відсутні в довідниках, можна оцінити за формулами:

Сд = Се + Сдіф; Ск = Ска + СКП; ; ?к = rб Ска; ;

; ; .

При усередненні Sп ток Ік рекомендується прийняти рівним половині висоти імпульсу колекторного струму Ік max або амплітуді його першої гармоніки, яка в типових режимах близька до 0,5 Ік max. Ємність Ск визначають при обраному напрузі Uк0. На частотах опір r слабо шунтирует ємності і їм можна знехтувати. Нерівність визначає нижню частотну кордон проведеного аналізу. При розрахунку приймають, що в діапазоні СВЧ вхідний струм потужних транзисторів виявляється близьким до гармонійного за рахунок придушення вищих гармонік індуктивністю вхідного електрода. Форма колекторного напруги приймається гармонійної. Тому далі будемо вважати, що вхідний струм і коллекторное напруга не містять вищих гармонік і еквівалентний генератор струму Sп (Uп-U ') навантажений на Дисипативна опір. Розрахунок проводимо для граничного режиму роботи транзистора.

Еквівалентна схема підсилювача ОЕ для струмів і напруг першої гармоніки показана на рис. 3. У схемі ОЕ при диссипативной навантаженні будуть негативні зворотні зв'язки через Lе і.

Рис. 3. Еквівалентна схема підсилювача ОЕ для струмів і напруг першої гармоніки

Для забезпечення сталого режиму застосовують спеціальні заходи, наприклад, включення Rдоп в ланцюг емітера або нейтралізацію Lб включенням ємності в базову ланцюг. Можна використовувати вихідний опір моста дільника, якщо підсилювач побудований за балансної схемою. Опір rвх1 із зростанням потужності зменшується (до часток ом), xвх1 поблизу верхньої частотної межі має індуктивний характер через Lб і Lе і значно більше rвх1. Коефіцієнт посилення обернено пропорційний квадрату частоти. Тому, якщо відомо з довідкових даних, що транзистор на частоті f 'має коефіцієнт посилення, то на деякій, нижчою робочій частоті f, його коефіцієнт посилення можна оцінити приблизно як, тобто якщо, то Kр буде в чотири рази більше. У схемі ОЕ при верхня робоча частота fв не перевищує fгр.

Тип транзистора вибирають за заданою вихідної потужності Pвих1 на робочій частоті f, визначають схему включення транзистора, користуючись довідковими даними транзистора. Часто схема включення транзистора визначається його конструкцією, в якій з корпусом з'єднується один з електродів (емітер, база). При виборі типу транзистора можна орієнтуватися на дані експериментального типового режиму. Рекомендується використовувати СВЧ-транзистори на потужність не менш, зазначеної в довіднику. Сильне недовикористання транзистора призводить до зниження його підсилюючих властивостей. Інтервал частот fв ... fн включає і для схеми ОЕ. Застосування транзистора, що має fн вище робочої, дозволяє отримати більш високу посилення, але при цьому збільшується ймовірність самозбудження підсилювача і знижується його надійність.

Схема ОБ характерна для транзисторів, що працюють на f> 1 ГГц. Транзистори, які мають два висновки емітера (для зменшення Lе), слід включати за схемою ОЕ. Для оцінки параметрів еквівалентної схеми можна використовувати такі дані: нГн (для OЕ Lобщ = Lе), Lк і вхідного виводу - в кілька разів більше. ,,. Параметр h21е в розрахунках не критичний, для приладів на основі кремнію,, де Pвих1 і Uк0 відповідають робочому режиму (наприклад, експериментальні дані). Якщо необхідна потужність Pвих1 близька до тієї, яку може віддати транзистор, то Uк0 береться стандартним. При недоиспользовании транзистора по потужності доцільно знижувати Uк0, для підвищення надійності. Наприклад, якщо необхідна Pвих1 на 30-40% менше (потужності в типовому режимі), то Uк0 можна зменшити на 20-30% у порівнянні зі стандартним. Однак при зниженні Uк0 вдвічі порівняно зі стандартним частота fгр зменшується на 5 ... 15%, а ємність Ск збільшується на 20 ... 25%.

Напруга зсуву Uб0 часто вибирається нульовим. При цьому кут відсічення буде близький до

Сторінки: 1 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар