Технические разделы

Расчёт каскадов радиопередатчика на биполярных транзисторах

Курсовой проект представляет собой сложный комплекс вопросов принципиального, схемного, расчетного и конструкционного характера: выбор схем, транзисторов, элементов колебательных систем, способа модуляции или манипуляции, источника питания, путей обеспечения работоспособности передатчика при заданных внешних условиях (изменении питающих напряжений и параметров антенны, изменении температур окружающей среды, механической тряске или ударах и др.)

Главная задача проектирования состоит в выборе наиболее эффективных с технико-экономической точки зрения путей реализации технических условий на проектируемое устройство. Прежде всего, на основе действующих норм, государственных стандартов и других нормативных документов необходимо составить технические условия (требования).

В мощных каскадах передатчиков применяют тиристоры, биполярные и полевые транзисторы, варакторы (варикапы), туннельные диоды, ЛПД и диоды Ганна.

Преимущества транзисторов в мощных радиопередатчиках не столь бесспорны, как в радиоприемных или вычислительных устройствах. Безусловным достоинством транзисторов является устойчивость к механическим воздействиям и большой срок службы. В условиях правильной эксплуатации их не приходится менять на протяжении всего срока службы аппаратуры. Однако в мощных каскадах передатчиков транзисторы часто используют на пределе по току, напряжению, нагреву и поэтому здесь нет оснований рассчитывать на такую же высокую надежность транзисторов, как в маломощных устройствах (вычислительных машинах и т. п.). Транзисторам присуще постепенное ухудшение свойств (деградация), которое у «мощных» транзисторов из-за работы на предельных режимах происходит интенсивнее, чем у маломощных.

Отсутствие цепи накала у транзисторов обусловливает их немедленную готовность к работе, но не приводит к заметной экономии электроэнергии питания, так как затраты энергии в цепях накала современных ламп составляют 4...5% их номинальной мощности и меньше.

Низкие питающие напряжения резко упрощают систему защиты обслуживающего персонала. Возможность работы всех каскадов передатчика от одного или небольшого числа источников постоянного тока заметно упрощает его устройство. Кроме того, низкие питающие напряжения при относительно большой мощности определяют малые нагрузочные сопротивления (десятки, единицы и даже доли Ома). По этой причине вредное действие паразитных емкостей, шунтирующих нагрузку, существенно меньше, чем в лампах, что позволяет в широком диапазоне частот (до 100... 1000 МГц) использовать нерезонансные схемы с резистивной (апериодической) нагрузкой, исключить в каскадах перестраиваемые контура, что улучшает надежность и конструктивные характеристики передатчика в целом и упрощает его настройку. Кроме того, апериодическая (резистивная) нагрузка позволяет строить генераторы, в которых транзисторы работают в режимах с негармоническими формами напряжений. Среди этих режимов особенно интересен ключевой режим, который отличается повышенным КПД, малой рассеиваемой мощностью, меньшей критичностью к амплитуде входного сигнала и к усилительным свойствам транзистора и отсюда более высокой надежностью. Вместе с тем малые входные и выходные сопротивления затрудняют согласование транзисторов с другими элементами передатчика и друг с другом. Большие токи, неизбежные при больших мощностях и малых напряжениях, приводят к дополнительным трудностям при конструировании источников питания для транзисторных передатчиков. В маломощных (Р< 10... 100 Вт) передатчиках полная замена ламп транзисторами приводит к уменьшению габаритов и массы (тем более заметному, чем меньше его мощность). В мощных передатчиках габариты и масса определяются не только активными приборами, но и в значительной степени деталями цепей согласования, колебательных систем и радиаторами охлаждения. Кроме того, из-за низких допустимых температур транзисторов системы их охлаждения оказываются более массивными и имеют большие габариты, поэтому здесь применение транзисторов может не приводить к существенному выигрышу в массе и габаритах передатчика в целом.

Недостатки транзисторных передатчиков, прежде всего, связаны с высокой стоимостью мощных транзисторов из-за чрезвычайно сложной технологии их производства. Другие их недостатки по сравнению с лампами определяются малой мощностью одного транзистора и высокой чувствительностью их к перегрузкам. Транзисторы, как правило, не допускают даже кратковременных перегрузок по токам, по напряжениям и по рассеиваемой на них мощности. Отсюда критичность к рассогласованиям с нагрузкой, к изменениям режимов работы и т. д. Им присуща большая склонность к паразитным колебаниям и, главное, выход из строя при их появлении, а также из-за наведенных ЭДС (атмосферное электричество, от других передатчиков). Все это зачастую требует сравнительно сложных схем сложения мощностей на выходе передатчика и создание систем защиты транзисторов от превышения напряжений, температуры при работе в изменяющихся условиях (изменения нагрузки, питания, охлаждения и др.) и вследствие этого снижается надежность передатчика в целом.

Еще статьи по технике и технологиям

Управление барокамерой
Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современной науки и техники не обходиться без использования ...

Исследование законов регулирования и расчет параметров настройки линейных автоматических регуляторов
регулятор автоматический фазовый Уравнение объекта регулирования Уравнение объекта при воздействии регулятора Уравнение кривой разгона объекта регулирования Вариа ...

© 2018 | www.techexpose.ru