Рисунок 15 Схема параллельной системы питания
Для дальнейшего расчета цепи питания нам потребуется знать
и ( было определено выше).Так, предъявляя к блокировочному дросселю (Рисунок 15) требование не оказывать заметного влияния на работу выходной цепи транзистора, выбор величины его индуктивности
можно производить, использую приближенное соотношение, где - частота:Исходя из полученного неравенства, возьмем
.Величина блокировочного конденсатора
, включенного параллельно источнику питания , должна удовлетворять примерному соотношению:Исходя из полученного неравенства, возьмем
. Соотношение получено из условия, что собственная частота последовательного резонанса цепи , будут значительно ниже рабочей частоты транзистора. Верхний предел значений индуктивности и емкости в основном ограничивается технологической возможностью.Для определения примерной величины блокировочного элемента
, входящего во входную цепь усилителя, можно воспользоваться соотношением: ,Исходя из полученного неравенства, возьмем
.Величина емкости разделительного конденсатора (если он не является элементом СВЧ-цепи) определяется из условия малого по сравнению с напряжением на сопротивлении
(Рисунок 15) напряжения на конденсаторе при протекании через него тока основной частоты т.е.Исходя из полученного неравенства, возьмем
.При проектировании цепей питания следует иметь в виду, что блокировочные дроссели и конденсаторы образуют колебательные системы, нередко приводящие к возникновению в усилителе паразитных колебаний на частоте значительно более низкой, чем рабочая частота. Этому явлению способствует увеличение коэффициента усиления по току транзистора с уменьшением его рабочей частоты. Для предотвращения этих колебаний необходимо снизить добротность блокировочных дросселей, что может быть достигнуто, например, включением последовательно с дросселем небольшого резистора
сопротивлением порядка нескольких Ом, либо изготовлением катушки из проводника с высоким омическим сопротивлением. Другой способ срыва колебаний на низких частотах – включения последовательно с конденсаторов различных номиналов, создающих последовательные резонансы в цепи питания на определенных частотах, существенно ниже рабочей.Для возбуждения выходного усилителя мощности 2Т919А необходима выходная мощность промежуточного усилителя мощности в размере
. К.П.Д согласующей СВЧ-цепи возьмем равным , дальнейший расчет покажет более точное значение. Тогда необходимая мощность на выходе транзистора по первой гармоники будет равна (Расчет выходного усилителя мощности). Всем этим требованиям в полной мере удовлетворяет транзистор 2Т919В [9].Таблица 2 Параметры транзистора 2Т919В (ПУМ)
Предельные эксплуатационные | Типовой режим | |||||||||||||||||||||
Uкэдоп | Uбэдоп | Iкmaxдоп | Iк0доп | Iкр | Rпк | Tпдоп | Tк | Pкдоп | fн…fв | f ‘ | P’вых | K’p | η’э | U’к0 | ||||||||
В | А | єС/Вт | єС | Вт | МГц | МГц | Вт | % | В | |||||||||||||
Б | 45 | 3.5 | 0.4 | 0.2 | 0.4 | 40 | 150 | 85 | 3 | 700…2400 | 2000 | 1.2 | 5 | 25 | 28 | |||||||
Электрические параметры и параметры эквивалентной схемы | ||||||||||||||||||||||
h21э | U’ | Sгр | fгр | Cк | Cка | Cэ | Cкп | rб | rэ | rк | Lб | Lэ | Lк | |||||||||
В | См | ГГц | пФ | Ом | нГ | |||||||||||||||||
15 | 0.7 | 0.031 | 2.1 | 2.8 | 0.7 | 12 | 2.1 | 2 | 0.6 | 3 | 0.35 | 1.3 | 0.7 |
Итак, запишем еще раз исходные данные:
· выходная мощность ПУМа
;· К.П.Д. согласующей СВЧ-цепи
;· выходная мощность транзистора
;· напряжения питания транзистора возьмем равным
;· основная рабочая частота
;· мощность эквивалентного генератора возьмем равным
;· схема включения транзистора ОБ.
Перед расчетом необходимо выяснить выполнение неравенства:
Напряжение
режима:Амплитуда напряжения и тока первой гармоники эквивалентного генератора:
Пиковое напряжение на коллекторе:
при этом необходимое условие
выполняется.Параметры транзистора: