TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Выбор режимов и схем каскадов

В настоящий момент транзисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с лампами: большой срок службы, малые габариты и масса, мгновенную готовность к работе. По этой причине они практически вытеснили лампы в каскадах передатчиков мощностью до 1 кВт диапазонов НЧ, СЧ, ВЧ. При правильной эксплуатации их не приходится менять на протяжении всего срока эксплуатации аппаратуры.

В передатчиках с мощностью приблизительно до 1 кВт полная замена ламп транзисторами приводит к уменьшению габаритов и массы.

В мощных передатчиках с их блочной (модульной) структурой габариты и масса определяются не только активными устройствами, но и в определенной мере деталями цепей связи и фильтрующими системами, деталями цепей составления и деления мощностей и элементами системы охлаждения.

Существенным недостатком транзисторов есть их высокая чувствительность к перегрузкам. Транзисторы, как правило, не допускают даже кратковременных перегрузок по току, напряжению и рассеиваемой на них мощностью. Отсюда критичность к несогласованию с нагрузкой, к изменениям режимов работы. Транзисторам свойственна большая наклонность к паразитным колебаниям, в том числе параметрических автоколебаний и главное, выход из строя при ее возникновении, а также при наведении ЭДС (атмосферная электрика, наводки от других передатчиков). Это требует создания схем защиты транзисторов от превышения напряжения, токов и температуры при работе в меняющихся условиях (изменение нагрузки, питания, охлаждения и т.д.), и поэтому дополнительно повышается стоимость, уменьшается надежность всего передатчика.

Существенный разброс параметров транзисторов, их температурная зависимость, а также зависимость усилительных свойств от частоты и режиму усложняют построение передатчиков. Транзисторы имеют заметно хуже линейность амплитудной модуляционной характеристики, им свойственна большая паразитная фазовая модуляция.

В мощных каскадах передатчиков используют биполярные и полевые транзисторы. Биполярные транзисторы применяются от самых низких частот до примерно 10 ГГц. По параметру мощности на частотах приблизительно до 1,5 ГГц к ним приблизились, а по множеству других параметров и превысили МДН - полевые транзисторы.

Полевой транзистор выгодно отличается от биполярного в первую очередь меньшим влиянием температуры на его свойства, что дает возможность включения нескольких приборов для параллельной работы. Входное сопротивление полевого транзистора в схеме с общим истоком большое и имеет емкостный характер, что позволяет нам рассматривать его как прибор, аналогичный электронной лампе, что работает без тока сетки.

В данное время промышленность выпускает мощные генераторные транзисторы, как широкого применения, так и узкоспециализированные. Это определяет диапазон рабочих частот. Выпускаются транзисторы, которые предназначены для работы в радиочастотных каскадах передатчиков, в импульсных устройствах, стабилизаторах напряжения и переключательных схемах.

Для однополосных передатчиков в диапазоне от 1,5 до 80 МГц выпускается широкий набор так называемых линейных транзисторов с мощностями до нескольких сот ватт. Они обеспечивают линейность амплитудной характеристики и паразитную фазовую модуляцию, при которых обеспечивается низкий уровень составных третьего порядка K3f.

Энергетические показатели транзисторного передатчика определяются режимами работы каскадов, в первую очередь, выходного. Для повышения коэффициента полезного действия (КПД) и колебательной мощности режим транзистора выбирается с отсечкой тока. При этом выделяются два крайних режима работы транзистора - недонапряженный и ключевой.

В ключевом режиме транзистор эквивалентен ключу с последовательно включенным сопротивлением rнас.

Ключевой режим можно использовать только в генераторах, которые работают с постоянной амплитудой радиочастотных колебаний, например, при усилении ЧМ и ФМ колебаний, при телеграфной работе. Наоборот, ключевой режим невозможно использовать при усилении амплитудно модулированных и однополосных колебаний.

В ключевом режиме обеспечиваются более высокий КПД коллекторной цепи, уменьшается рассеиваемая на коллекторе мощность, необходима менее мощная система охлаждения, за счет чего могут уменьшиться габариты и масса всего устройства. В то же время для ключевого режима характерны меньшие значения коэффициента усиления мощности Кр и существуют ограничения его применения, обусловленные влиянием выходной емкости. Эти обстоятельства ограничивают возможности реализации ключевого режима областью относительно низких частот, которые не превышают (0,1…0,2) fТ транзистора.

Промежуточное положение занимают критический и перенапряженный режимы, которые реализуются при резонансной нагрузке транзистора. При этом транзистор последовательно находится в состоянии отсечки, активном и насыщения. По мере нарастания напряженности режима возрастает КПД генератора, но уменьшается коэффициент усиления мощности Кр и колебательная мощность Р1. При работе на высоких частотах оптимальные энергетические показатели генератора обеспечивают в критическом режиме.

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи

Контроллер прибора оцифровки аналоговых данных
Необходимо разработать контроллер прибора, обеспечивающий реализацию функций оцифровки аналоговых данных с выводом результата в виде графического вида сигнала. Также в качестве дополнительной функции предусматривается работа данного прибора в виде цифрового логического анализатора. Так как прибор д ...

Все права защищены! 2021 - www.techshape.ru