Расчет генератора синусоидального сигнала и усилителя мощности. Задание

Разработать схему генератора синусоидальных сигналов, провести расчет номиналов элементов, разработать схему и рассчитать номиналы элементов для усилителя мощности, который работает в режиме усиления с отсечкой.

Один источник питания , нагрузка низкоомная, частотно-зависимая (представляет из себя пьезоэлемент, с резонансом в окрестности некоторой частоты ), мощность в нагрузке , частота генератора . Необходимо предусмотреть возможность подстраивать частоту в пределах от 2.4 МГц до 2.6 МГц.

Расчет начинам проводить с усилителя мощности и его согласующей цепи. Далее рассчитывается генератор и цепь согласования между генератором и усилителем.

Для усилителя мощности был выбран транзистор 2SC6144SG. Выбор основывался на следующих соображениях:

• 
  для данного транзистора существует рабочая компьютерная модель, которая позволяет производить расчет характеристик
  
• 
  транзистор доступен для приобретения
  
• 
  параметры транзистора соответствуют требованиям ТЗ
  

Таблица 1. Параметры транзистора

Для определения значений крутизны воспользуемся программой Micro-Cap.

Рисунок 2 – Схема для моделирования статических характеристик

Рисунок 3 – Параметры моделирования

На следующей странице приведено семейство выходных статических характеристик и произведена их линеаризация. Значение найдем, как крутизну красной линии.

Мощность на первой гармонике:

Коэффициент использования коллекторного напряжения:

Амплитуда напряжения на коллекторе:

Амплитуда первой гармоники:

Сопротивление коллекторной нагрузки:

Высота импульса коллекторного тока:

Постоянная составляющая коллекторного тока:

Потребляемая мощность цепью коллектора:

Рассеиваемая мощность на коллекторе:

Электронный КПД коллекторной цепи:

Полный КПД коллекторной цепи:

Крутизна:

Амплитуда напряжения источника сигнала:

Величина сопротивления базы, согласно модели транзистора, равна:

Рисунок 4 – Параметры транзистора

Моделируем следующую схему:

Амплитуда возбуждения 73 мВ, напряжение смещения 0,6В, напряжение питания 12В. Блокировочный дроссель рассчитан из соображений

На представленных графиках построены зависимости тока коллектора и напряжения на нагрузке.