Основные расчетные соотношения для усилителя мощности передатчика

Проектирование УМ производится для заданной колебательной мощности P. При этом рассмотрение физических процессов, определение количественных соотношений и применение методик расчетов УМ производятся для немодулированных гармонических колебаний [7].
В маломощных широкодиапазонных УМ применяется, как правило, включение транзистора по схеме резистивного усилителя тока с ОЭ. Резисторы в цепях базы и эмиттера создают внешнее и автоматическое смещение на эмиттерном переходе.
Напряжение коллекторного питания Eк определяется из условия полного использования транзистора по напряжению при Uк max=Uк доп [14]. В этом случае обеспечивается более высокое значение КПД η и коэффициента усиления по мощности Кp.
В режиме класса АВ угол отсечки импульсного коллекторного тока заключен в интервале 900θ1800. При этом наиболее часто УМ работают в критическом режиме, что обусловлено его хорошими энергетическими показателями [7].
Амплитуда первой гармоники коллекторного напряжения в критическом режиме определяется по формуле [14]
Uк кр=Eк∙12+121-8α1θ∙rнас∙PEк2, (5.1)
где Eк – напряжение коллекторного питания транзистора, rнас – паспортное значение сопротивления насыщения транзистора, α1θ – коэффициент первой гармоники импульсного тока.
Зависимости коэффициентов разложения косинусоидального импульса от угла отсечки приведены на рис

. 3.4.
Сопротивление коллекторной нагрузки Rн определяется из отношения
Rн=Uк кр22∙P. (5.2)
Используя заданные значения Rн и P входящие в (5.2), определим коллекторное напряжение в критическом режиме как
Uк кр=2∙P∙Rн=2∙7,5∙50=27,386 В. (5.3)
На рис. 5.1 приведены рассчитанные по формуле (5.1) графики зависимости Uк кр(Eк) для заданного значеня P=7,5 Вт, табличного значения rнас=1,25 Ом транзистора КТ909А и двух крайних значений коэффициента первой гармоники α1 импульсного тока в цепи коллектора. Здесь же приведено значение рассчитанного по формуле (5.3) коллекторного напряжения в критическом режиме.
70104015240
Рисунок 5.1 Графики зависимости амплитуд первой гармоники коллекторного напряжения в критическом режиме
В точках пересечения графиков с прямой Uк кр=27,386 В значения напряжений коллекторного питания транзистора КТ909А соответственно равны Eкα1=0,537=28,661 B и Eкα1=0,500=28,755 B. Для дальнейших расчетов УМ в режиме класса АВ принимаем Eк≈28,7 В.
Максимальное напряжение Uк max на коллекторе транзистора КТ909А не должно превышать Uкэ доп=60 В, т. е.
Uк max=Eк+Uк кр≤Uкэ доп (5.4)
или
Uк max=28,7+27,386=56,086 В60 В.
Таким образом, в результате выполненных расчетов при выбранных допущениях в соответствии с исходными данными напряжения питания коллекторной цепи транзистора определено из условия полного использования транзистора по напряжению.
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока транзистора определяется как
Iк1=2∙PUк кр=2∙7,527,386=0,548 А