Реферат: Проектирование радиолокационной станции для обнаружения надводных целей в пределах речного шлюза Усть-Каменогорской гидроэлектростанции
то есть выходная мощность, с
учетом небольшого запаса, составит Рн=100 мВт. Одновременно Pс1 не должна превышать Pс
max. Примем Pс1=1,1·Pн=1,1·0,1=0,11 Вт. Коэффициенты Берга для угла
отсечки θ=180˚: α0=0,5; α1=0,5; γ0=1; γ1=1.
Тогда:
Рассчитаем амплитуду первой гармоники напряжения на стоке в граничном режиме:
Находим эквивалентное сопротивление нагрузки:
Постоянная составляющая тока стока и мощность потребляемую от источника
питания:
Определяем усредненные по первой гармонике емкости Сзк и Ссз:
где
тогда:
Рассчитаем усредненное значение сопротивления канала по первой гармонике:
где
тогда:
Для расчета сопротивления rс0,
характеризующего влияние обратной связи в полевых транзисторах с барьером
Шотки, сначала определим несколько вспомогательных коэффициентов:
где
и затем:
Рассчитываем выходную мощность:
Определим значения элементов Lвх, Свх,
rвх в эквивалентной схеме входной цепи на
рис. 2.5.1:
Рисунок 6.1 – Эквивалентная схема транзистора
Определяем амплитуду входного тока:
Расчет входной мощности и коэффициента усиления по
мощности:
(2.5.1)
Определим коэффициент полезного действия и мощность,
рассеиваемую
в транзисторе, которая не должна превышать предельно допустимую:
что не превышает предельно
допустимой мощности рассеивания.
6.2
Расчет предоконечного каскада с использованием компьютера
Произведем расчет предоконечного каскад усилительного тракта передатчика
проектируемой РЛС с помощью компьютера, программа составлена на основе методики
расчета изложенной в [6].
Предоконечный каскад нагружается на оконечный каскад и исходя из
вышеизложенных расчетов и должен обеспечивать на его входе мощность Рвх
(2.5.1) равную 41,2 мВт на частоте 7,5 ГГц, исходя из чего выбираем маломощный
биполярный транзистор 2Т3124А-2 со следующими характеристиками:
-статический
коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ
100;
-граничная частота,
ГГц
8;
-емкость
коллекторного перехода, пФ
0,42;
-емкость
эмиттерного перехода, пФ
0,69;
-индуктивность
базового вывода, нГн
1;
-индуктивность
эмиттерного вывода, нГн
2;
-напряжение
отсечки, В
0,4;
-допустимое
напряжение на базе, В
1;
-допустимое
напряжение на коллекторе, В
10;
-допустимый
ток коллектора, мА
12;
-допустимая
мощность рассеяния, мВт
70;
-крутизна
переходной характеристики в граничном режиме, мА/В
40;
Производим расчет предоконечного
каскада, задавшись напряжением питания и током в цепи коллектора:
-Допустимая мощность рассеяния
на коллекторе, Вт
7.00E-002;
-Рабочaя частота, МГц
7500;
-Статический коэффициент
усиления по току
100;
-Напряжение отсечки, B
.400;
-Крутизна в граничном режиме,
A/B
3.99E-002;
-Емкость эмиттерного перехода,
пФ
.689;
-Емкость коллекторного
перехода, пФ
.419;
-Допустимое напряжение на
базе, В
1;
-Допустимый ток коллектора, А
1.19E-002;
-Допустимое напряжение на
коллекторе, В
10;
-Индуктивность базового
вывода, нГн
1;
-Индуктивность эмиттерного
вывода, нГн
2;
-Напряжение источника питания,
В
3;
-Максимальный ток коллектора,
А
6.99E-003;
-Граничная частота F betta,
МГц
8000;
-Угол отсечки, град
180;
-Коэффициенты Берга для угла
отсечки:
-Аlfa0= 0.5;
-Alfa1= 0.5;
-Gamma0= 1;
-Gamma1= 1.
Режим
работы:
-Коэффициент использования
напpяжения, B
.686;
-Напpяжение первой гармоники
на коллекторе, В
2.76;
-Амплитуда 1-й гаpмоники
коллекторного тока, А
3.74E-003;
-Постоянная составляющая
коллекторного тока, А
1.26E-003;
-Мощность первой гармоники на
выходе, Вт
7.14E-003;
-Мощность, потpебляемая
коллекторной цепью, Вт
9.07E-003;
-Мощность, pассеиваемая на
коллекторе, Вт
2.40E-003;
-КПД коллекторной цепи
.723;
-Управляющий заряд, нКл
1.88E-015;
-Минимальное мгновенное напpяжение
на эмиттерном
переходе, В
.397;
-П-остоянная составляющая на
эмиттере, В
.399;
-Сопротивление коллекторной
нагрузки, Ом
581.5;
-Амплитуда первой гармоники
суммарного тока базы
с четом тока емкости
коллекторного перехода, А.
7.55E-002;
-Сопротивление коррекции
закрытого перехода, Ом.
28.8;
-Мощность, потребляемая цепью
коррекции, Вт
6.50E-008;
-Входное сопротивление, Ом
8.17;
-Мощность, потребляемая на
входе, Вт
1.22E-002;
-Мощность на входе,
потребляемая каскадом, Вт
1.22E-002;
-Коэффициент передачи по
мощности
1.53
-Входная индуктивность, нГн
1.00;
-Входная емкость, пФ
848.5;
-Усредненн. за период
сопротивление коррекции, Ом
16.3.
Результаты оказались неудовлетворительными, с такой выходной мощностью он
не сможет раскачать оконечный каскад. Попробуем увеличить выходную мощность
предоконечного каскада, повысив напряжение питания и коллекторный ток.
Производим расчет заново:
-Допустимая мощность рассеяния
на коллекторе, Вт
7.00E-002;
-Рабочaя частота, МГц
7500;
-Статический коэффициент
усиления по току
100;
-Напряжение отсечки, B
.400;
-Крутизна в граничном режиме,
A/B
3.99E-002;
-Емкость эмиттерного перехода,
пФ
.689;
-Емкость коллекторного
перехода, пФ
.419;
-Допустимое напряжение на
базе, В
1;
-Допустимый ток коллектора, А
1.19E-002;
-Допустимое напряжение на
коллекторе, В
10;
-Индуктивность базового
вывода, нГн
1;
-Индуктивность эмиттерного
вывода, нГн
2;
-Напряжение источника питания,
В
4;
-Максимальный ток коллектора,
А
7.49E-003;
-Граничная частота F betta,
МГц
8000;
-Угол отсечки, град
180;
-Коэффициенты Берга для угла
отсечки:
-Аlfa0= 0.5;
-Alfa1= 0.5;
-Gamma0= 1;
-Gamma1= 1.
Режим
работы:
-Коэффициент использования
напpяжения, B
.953;
-Напpяжение первой гармоники
на коллекторе, В
3.81;
-Амплитуда 1-й гаpмоники
коллекторного тока, А
4.74E-003;
-Постоянная составляющая
коллекторного тока, А
2.38-003;
-Мощность первой гармоники на
выходе, Вт
6.56E-003;
-Мощность, потpебляемая
коллекторной цепью, Вт
9.54E-003;
-Мощность, pассеиваемая на
коллекторе, Вт
2.91E-003;
-КПД коллекторной цепи
.798;
-Управляющий заряд, нКл
1.49E-015;
-Минимальное мгновенное
напpяжение на эмиттерном
переходе, В
.697;
-Постоянная составляющая на
эмиттере, В
.699;
-Сопротивление коллекторной
нагрузки, Ом
1016.6;
-Амплитуда первой гармоники
суммарного тока базы
с учетом тока емкости
коллекторного перехода, А.
5.47E-002;
-Сопротивление коррекции
закрытого перехода, Ом.
28.8;
-Мощность, потребляемая цепью
коррекции, Вт
4.05E-008;
-Входное сопротивление, Ом
4.67;
-Мощность, потребляемая на
входе, Вт
1.33E-002;
-Мощность на входе,
потребляемая каскадом, Вт
1.33E-002;
-Коэффициент передачи по
мощности
2.03;
-Входная индуктивность, нГн
1.00;
-Входная емкость, пФ
1482.3;
-Усредненн. за период
сопротивление коррекции, Ом
14.4.
Повышение наряжения
питания дало свои результаты, однако все равно выходная мощность не так высока
как хотелось бы. Попробуем ещё повысить напряжение питания и ток колектора.
Вообще ток коллектора не должен превышать 80% от максимально допустимого
значения и напряжение питания должно быть в половину меньше допустимого.
Производим расчет:
