Расчет структурной схемы усилителя мощности

Решение данной задачи ограничим рассмотрением оконечного и предоконечного усилителей. Оно включает:

• определение расчетных значений мощностей оконечного и предоконечного усилителей;
• выбор приборов для этих усилителей;
• определение способа получения нужной мощности от выбранных приборов меньшей мощности;
• выбор схем включения приборов и режимов усилителей;
• установление коэффициентов усиления мощности оконечного и предоконечного усилителей;
• выбор напряжения питания для используемых приборов.

Расчетное значение мощности усилителя.

- коэффициент запаса по мощности, приняли равным 1,2.

Выбор приборов.

На выходе передатчика необходима мощность 2,4 кВт (передатчик частично средней мощности), поэтому оконечный каскад строим на твердотельных приборах.

К достоинствам транзисторов относят: практически неограниченный срок службы, малые их и элементов схем габариты и массу, мгновенную готовность к работе, невысокие напряжения питания.

Свойственные этим приборам недостатки: высокую чувствительность к изменению температуры, малую электрическую прочность на пробой, невысокий уровень мощности приборов, достаточно сильную зависимость коэффициента усиления от частоты колебаний, устраняют применением конструктивных решений.

В частности, температурную стабильность обеспечивают введением в схему усилителя соответствующих регуляторов, а в маломощном тракте – его термостатированием с температурой 60 – 70°С. Электрическую прочность на пробой обеспечивают соответствующими схемами защиты. Постоянства коэффициента усиления в полосе частот добиваются включением в тракт усиления корректирующих цепей или схем стабилизации коэффициента усиления по диапазону частот.

Станции средних уровней мощности на транзисторах строят по схемам сложения мощностей многих однотипных модулей.

Для реализации оконечного каскада усилителя мощности выберем транзистор КТ971А

Таблица 1

Проверим целесообразность сделанного выбора определением коэффициента использования установленной мощности:

где: P_{~ ном РС} – номинальная мощность радиостанции,

N – число выбранных приборов,

Р_{~ном пр} – номинальная мощность прибора по справочным данным.

Оптимальное значение коэффициента использования установленной мощности k_{Р уст} лежит в интервале от 0,8 до 1,0.

Чтобы получить требуемую мощность, используем несколько однотипных приборов: N = 2k, где –число натурального ряда 1,2,3,4…

Сложение их мощностей выполним с помощью мостовых схем, применив попарное суммирование.

Рассчитаем мощность, которую необходимо обеспечить на входе оконечного каскада, учитывая, что каждый из транзисторов КТ971А увеличивает уровень мощности сигнала в :

=

Таким образом, на выходе предоконечного усилителя должна создаваться мощность не менее 120 Вт. Этого можно достичь, применив в предоконечном усилителе четыре транзистора КТ9133А (табл.2).

Таблица 2

Определение напряжений питания.

Получение от прибора номинальной мощности требует применения номинальных напряжений питания. Когда возможности прибора используют лишь частично (, рекомендуется уменьшить напряжение питания выходного электрода, приняв

,

где E_{П ном} и P_{~ ном} – номинальные напряжения и питания и мощность прибора, а P_~ - расчетная мощность усилителя (на один прибор):

,

.

Результаты проектирования структурной схемы приведены в табл.3.

Таблица 3

Параметры элементов структурной схемы передатчика