МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Алматинский институт
энергетики и связи
Кафедра телекоммуникационных
систем
РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Сборник задач
Алматы 2006
СОСТАВИТЕЛИ: Артюхин В.В., Гладышева Н.Н., Коньшин С.В.
Радиопередающие
устройства. Сборник задач (для студентов всех форм
обучения
специальности 050719 – Радиотехника, электроника и
телекоммуникации).– Алматы: АИЭС, 2006. – 26с.
Сборник
задач предназначен для помощи при самостоятельном изучении курса
«Радиопередающие устройства». Целью его изучения является усвоение студентами
теоретических основ, принципов построения и основ расчета трактов формирования
и передачи сигналов современных радиосистем различного назначения. Для
достижения поставленной цели в процессе преподавания дисциплины в сборник задач
включены необходимые темы, иллюстрирующие физическую и количественную стороны
процессов и явлений, изучаемых в дисциплине. Решение этих задач способствует
лучшему усвоение разделов курса, освоению математического аппарата,
используемого при решении, и анализу конкретных схем радиопередающих устройств.
Тематика сборника охватывает пять
основных разделов дисциплины «Радиопередающие устройства». Для всех задач разработаны методические
указания со ссылками на основные учебники, рекомендованные для изучения.
В приложениях приведены численные
значения функций (Берга, Бесселя, Евтянова и др.), необходимые для проведения
расчетов.
Необходимость пособия обусловлена ростом объема самостоятельной внеаудиторной
работы студентов, когда некоторые разделы выносятся на самостоятельную
проработку, а также увеличением числа часов практических занятий. Дисциплина является одной из базовых и
обеспечивает подготовку студентов радиотехнических специальностей, обучающихся
в бакалавриате, по
по
специальности 050719 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации.
Табл.
4, ил. 5, библиогр. – 7 назв.
Рецензент:
доц., канд.техн.наук Цыба Ю.А.
©Алматинский институт энергетики и связи, 2006г.
Введение
В будущем развитие
радиопередающих устройств возможно с точки зрения частотного диапазона -
использованием волоконно-оптических линий связи, а с точки зрения элементной
базы - применением полупроводниковых транзисторов, диодов Гана и электронных
ламп современной техники.
Совершенствование
радиопередающих устройств связано с изготовлением транзисторов. Транзисторные
радиопередающие устройства дешевле в эксплуатации, применение транзисторов
позволяет использовать меньшее напряжение, и его не нужно прогревать.
Широкое применение
сейчас получили транзисторы и приборы сверхвысоких частот. В современной
радиотехнической аппаратуре высокочастотные колебания мощностью до 10 кВт
генерируют с помощью транзисторов. При
достаточно большом возбуждении сопротивление транзисторов в таких
генераторах изменяется в очень больших пределах, практически от нуля до
бесконечности. Такой режим генератора называется ключевым. Транзисторный
генератор в ключевом режиме отличается от обычных генераторов в недонапряженном
и перенапряженном режимах высоким КПД и надежностью, так как при заданной
генерируемой мощности потери в транзисторах минимальны. Здесь параметры
транзистора мало влияют на генерируемую мощность, благодаря чему упрощается
настройка генератора в производстве, и уменьшается чувствительность к изменению
температуры и напряжения возбуждения. Однако достоинства ключевого генератора в
полной мере проявляются лишь в диапазоне сравнительно низких частот, на которых
не сказывается инертность процессов в транзисторе. С повышением частоты
ключевые свойства постепенно ухудшаются, и на частотах выше 100…200 МГц
ключевой режим не реализуется. Таким образом, существует довольно обширная
область промежуточных частот, где применение ключевого режима еще
целесообразно, но необходимо учитывать инерционность процессов переключения.
Вопросам теории и
проектирования транзисторных генераторов гармонических колебаний посвящено
довольно много работ советских и зарубежных ученых. В данном сборнике задач с
единых методологических позиций, принятых в теории передающих устройств,
рассматриваются комплексы вопросов, подлежащих решению при определении характеристик
передатчика.
Список условных обозначений, сокращений и терминов
АГ
- автогенератор
АМ
- амплитудная модуляция
ВКС - выходная колебательная система
ВАХ
- вольтамперная характеристика
ГВВ
- генератор с внешним возбуждением
КБВ - коэффициент бегущей волны
МПЛ - микрополосковая линия
ПАМ - паразитная АМ
ЧМ -
частотная модуляция
ЧМГ -
частотно-модулируемый генератор
ШПУ
- широкополосный усилитель
УРУ
- усилитель с распределенным усилением
УМК - усилитель модулированных колебаний
УКВ - ультракороткие волны
ФГ - фильтр гармоник
ЭП - электронный прибор
τ
- длительность импульсов, постоянная времени
Т - период повторения
f -
частота
F -
частота модуляции
ω
- круговая частота
λ - длина волны
П - полоса пропускания
φ
- фаза
Д - проницаемость электронной лампы
θ
- угол отсечки
ξ
- коэффициент использования анодного напряжения
β - статический коэффициент усиления по току транзистора
8 - коэффициент для расчета
бигармонического режима
ε
- диэлектрическая проницаемость
ή - коэффициент полезного действия (КПД)
-
характеристическое сопротивление контура
w -
волновое сопротивление линии
Q
-добротность контура
Указания
по выполнению самостоятельных работ
Самостоятельная работа содержит задачи, задания для которых составлены в
соответствии с изучаемым разделом.
Перед решением каждой задачи необходимо изучить рекомендованный материал
учебника и методические указания по соответствующим темам программы. Работа
должна быть оформлена аккуратно. При оформлении необходимо придерживаться следующих
требований:
- работу следует выполнять в отдельной тетради
или на листах формата А4, на титульном листе должны быть указаны номер зачетной
книжки и номер варианта выполненной работы;
- условие
каждой задачи должно быть приведено в работе полностью;
- решение
всех задач и пояснения к ним должны быть достаточно подробными. При необходимости
следует делать соответствующие ссылки на источник с указанием номера формулы. В
общую формулу подставляются числовые значения известных величин, приводятся
результаты промежуточных вычислений и конечный результат. В промежуточных
вычислениях размерность не указывается, а в конечном результате проставляется
размерность рассчитываемой величины;
- все
величины выражаются в стандартных единицах международной системы единиц СИ;
- все
расчеты выполняются до третьей значащей цифры;
- все рисунки и графики выполняются с
соблюдением масштаба, требований фирменного стандарта АИЭС и требований ЕСКД;
- ответы
на вопросы задания должны быть ясными и исчерпывающими, но в тоже время по
возможности краткими, сформулированными своими словами;
- в
конце работы надо привести список использованной литературы, поставить подпись
и дату;
- после
получения работы (как зачтенной, так и незачтенной) студент должен проделать
работу над ошибками после рецензии, в которой надо исправить все отмеченные
недостатки. В случае незачета студент
обязан в кратчайший срок выполнить неверно решенные задачи заново и представить
работу на повторное рецензирование.
1 Радиосигнал и его характеристики
1.1 В антенне радиопередающего
устройства возбуждаются колебания с частотой 900 МГц. Определить длину
электромагнитной волны в свободном пространстве, излучаемой антенной передатчика.
1.2 Ток несущей частоты в нагрузке
передатчика 50А при амплитудной модуляции (m = 0,7), частота модуляции 1000 Гц.
Определить ток боковой частоты в нагрузке и изобразить спектр.
1.3
Найти полосу пропускания высокочастотного тракта передатчика УКВ ЧМ
вещания, если девиация частоты 50 кГц, диапазон частот модуляции 30 -15000 Гц.
Изобразить амплитудный спектр при модуляции частотой 30 Гц.
1.4
Передатчик радиорелейной линии связи с временным разделением каналов
формирует радиоимпульсы длительностью 1 мкс, с периодом повторения 5 мкс.
Несущая частота - 10 ГГц, модуляция исходной импульсной последовательности с
частотой 0,3 - 3,4 кГц. Найти полосу пропускания высокочастотного тракта
передатчика, изобразить спектр радиосигнала.
1.5
Передатчик магистральной связи работает с амплитудной, частотной или
относительной фазовой телеграфией. Сравнить полосы пропускания высокочастотного
тракта радиопередатчика при различных видах телеграфии, если скорость передачи
информации 300 Бод, разнос частот при частотной телеграфии 250 Гц.
1.6
Записать аналитическое выражение гармонического сигнала и указать его
основные параметры. Изобразить спектр.
1.7
Записать аналитическое выражение амплитудно-модулированного сигнала, модулированного
одной частотой, и указать его основные параметры. Изобразить спектр.
1.8 Записать
аналитическое выражение частотно-модулированного сигнала, модулированного одной
частотой, и указать его основные параметры. Изобразить спектр.
1.9 Записать аналитическое выражение
фазомодулированного сигнала, модулированного одной частотой, указать его
основные параметры. Изобразить спектр.
1.10 Записать аналитическое выражение
последовательности радиоимпульсов, амплитуда которых Ео, период
повторения Т, длительность , частота высокочастотного заполнения f. Изобразить спектр. .
1.11 Записать аналитическое выражение
последовательности радиоимпульсов, модулированных по амплитуде частотой F, остальные
параметры соответствуют задаче 1.10. Изобразить спектр.
1.12 Передатчик УКВ ЧМ вещания
работает с девиацией Δf = 50 кГц, с полосой модулирующих частот 30-15000
Гц. Определите индекс частотной модуляции и выигрыш в отношении сигнал-шум по
сравнению с АМ.
1.13 Докажите связь фазовой и
частотной модуляции. Запишите выражение для индексов модуляции частотной Мчм
и фазовой Мфм. При какой модуляции девиация частоты Δf зависит
не только от уровня модулирующего сигнала, но и от его частоты?
Методические указания, решения и ответы:
1.1
λ= 0,33 м.
1.2
Iб = 17,5
А, П = 2 КГц.
1.3
См. [1, стр. 307-309], П =160
КГц.
1.4
См. [2,
стр. 253-257], П = 2 МГц.
1.5. См. [1, стр. 337-341], F = U/2 -частота манипуляции, V - скорость
передачи ( Бод ), П = 10 ·F - полоса
пропускания радиотелеграфного канала с амплитудной телеграфией , П =
2,6·∆f + 1,5·∆U - полоса
пропускания телеграфного канала с частотной телеграфией, Δf = (f1 – f2)/2
- сдвиг частот, П= 5 U - полоса пропускания радиотелеграфного канала с
фазовой телеграфией.
1.6
S(t)=Acos(ωt + φ0).
1.7
См. [1,
стр. 226-227].
1.8
См. [1,
стр. З06-308].
1.9
См. [1 , стр. 306-307].
1.10 S(t) =
1.11
См. [1, стр. 226-227] и задачу 1.10.
1.12
См. [1, стр. 307-309].
1.13
См. [5, стр. 394-395].
2
Генераторы с внешним возбуждением
2.1
Найти коэффициент полезного действия (КПД) генератора с внешним возбуждением (ГВВ), если угол отсечки θ
= π /2, амплитуда колебательного напряжения на аноде Uа = 4.5
кВ, напряжение источника анодного питания Еп = 5 кВ, форма импульса
анодного тока косинусоидальная.
2.2 Статическая BАX лучевого тетрода приведена на рисунке 2.1.
Номинальная мощность электронной лампы Рн = 5 кВт. Номинальное
напряжение анодного питания Еа
= 5 кВ. Для угла отсечки θ = π /2 найти мощность возбуждения, если напряжение на экранной сетке Еэ2
= 0.5 кВ. Расчет вести на номинальную
мощность.
2.3
В ГВВ амплитуда импульса анодного тока Im = 20 А, крутизна характеристики электронной
лампы S =30 мА/В, проницаемость Д = 0. Найти напряжение
возбуждения Ug при углах отсечки
θ 1 = 600 , θ2 = 300.
Для коэффициента использования анодного
напряжения ε= 0.95 определить КПД для двух углов отсечки.
Рисунок 2.1 - Статическая BАX лучевого тетрода ГУ-47
2.4 Найти сопротивление параллельного
колебательного контура - нагрузки ГВВ для первой и третьей гармоник анодного
тока, если частота возбуждения f = 10 МГц, емкость
контура Ск = 100 пФ, сопротивление потерь контура г - 0,5 Ом,
контур настроен в резонанс на частоту 10 МГц.
2.5 Найти колебательную мощность и КПД
удвоителя частоты на транзисторе,
если Θ = 600, Ек
= 15 В, Uк = 12
В, а амплитуда импульса тока
коллектора Iкм = 30 мA.
2.6 Найти КПД и выходную колебательную
мощность утроителя частоты, у которого угол отсечки Θ = 400,
крутизна характеристики транзистора S – 0,3А/В , напряжение возбуждения Uб= 1,5 В,
напряжение источника коллекторного питания
Ек = 15 В, остаточное
напряжение на коллекторе открытого транзистора составляет eост = 0.3 В.
2.7 Статические вольтамперные
характеристики лампового триода изображены на рисунке 2.2. Номинальная мощность
электронной лампы 100 кВт.
Рисунок 2.2 - Статическая BАX триода ГУ-66А
Номинальное напряжение источника анодного питания Ек = 10 кВ. Провести расчет ГВВ и найти мощность возбуждения для P1= 100 кВт, Θ = 900 .
2.8 Провести расчет ГВВ на электронной
лампе по схеме с общей сеткой на колебательную мощность 100 кВт.
Параметры электронной лампы приведены в задаче 2.7.
2.9 Провести расчет ГВВ на транзисторе со следующими параметрами : Ек = 10 В, Θ = 900, P1= 0.3
Вт, S = 0,25А/В, Sгp =
0,2 А/В, Uб = 2
В, eотс = 0,8 В.
Найти КПД и мощность, рассеиваемую на коллекторе в виде тепла.
2.10
Транзисторный удвоитель частоты работает с углом отсечки Θ = 600.
Как изменится величина колебательной мощности, если угол отсечки станет 900 , а остальные параметры не
изменятся?
2.11 Для ослабления зависимости от
частоты транзисторного ГВВ рассчитать цепь эмиттерной коррекции, если
транзистор имеет следующие параметры : fт = 150
МГц, f = 10 МГц,
β= 20, Ск = 15 пФ,
Сэ = 50 пФ. Рабочая
частота f= 15 МГц.
2.12 Провести расчет режима
транзисторного ГВВ, в котором используется эмиттерная коррекция, если параметры
транзистора fт = 150 МГц, Ск
= 150 пФ, eотс = 0.8 В,
U к
доп = 20 В, I к
доп =0.4 В, Сэ = 50 пФ, τос = 120 пс,
Srp=0.2 А/B, U
б доп = - 4 В,
β= 20, Ек = 10
В, Θ = 90º .
2.13
Найти коэффициент усиления по мощности ГВВ на биполярном транзисторе,
если рабочая частота fp
=200 МГц. Параметры транзистора: P1= 10 Вт,
U
к доп = 36 В, Рк
доп= 14 Вт, fт = 600 МГц, e отс = 1 В, Сэ = 200 пФ, U
э доп = 4 В, Ск
= 70 пФ, β = 20, L э
= 1 нГн.
2.14 Для ГВВ с транзистором, параметры
которого аналогичны параметрам транзистора в задаче 2.12, рассчитать цепь базовой коррекции при
возбуждении гармоническим напряжением на частоте 15 МГц.
2.15 Изобразить схему транзисторного
ГВВ при возбуждении гармоническим напряжением.
2.16 Изобразить схему транзисторного
ГВВ при возбуждении гармоническим током.
2.17
Добротность ненагруженного контура 100, а нагруженного 20, волновое
сопротивление контура = 300 Ом. Найти КПД
контура, сопротивление потерь контура,
вносимое в контур сопротивление.
2.18
Найти реальный коэффициент фильтрации по второй гармонике простой схемы
анодной цепи, в которой нагрузка 50 Ом включена в индуктивную ветвь контура. Емкость контура Ск
= 100 пФ, рабочая частота fр = 10 МГц , добротность ненагруженного контура 100.
2.19
В простой схеме анодной цепи нагрузка включена в индуктивную ветвь контура.
Величина индуктивности Lк = 100 мкГ,
рабочая частота 1,5 МГц, амплитуда колебательного напряжения на аноде Uа = 5 кВ,
напряжение источника анодного питания Еа = 5.5 кВ, потребляемая мощность Ро = 3 кВт, угол отсечки Θ =
900. Найти емкость контура,
КПД контура и КПД генератора.
2.20
Рассчитать выходную цель согласования транзисторного ГВВ, если амплитуда колебательного напряжения на
коллекторе Uк = 20 В, коллекторный ток первой гармоники Iк1 = 4 А.
Выходная цепь согласования выполнена в виде П - контура ( фильтр НЧ ). Сопротивление
нагрузки 50 Ом, частота 10 МГц.
2.21
Найти КПД выходной цепи согласовании по условиям задачи 2.20.
2.22
Рассчитать выходную цепь согласования в виде Г - цепочки, в которой сопротивление нагрузки 75 Ом включено
последовательно с индуктивностью. Выходное сопротивление генератора 10 Ом,
рабочая частота 20 МГц. Найти КПД цепи согласования.
2.23
В мостовой схеме сложения мощностей двух генераторов токи каждого генератора
=
(3 + i4)А и = (4 + i3)А. Найти мощности в нагрузочном и балластном сопротивлениях
и КПД мостовой схемы, если Rн = Rб = 50 Ом.
2.24
В двухтактной схеме угол отсечки Θ = 900, амплитуда
импульса коллекторного тока одного транзисторе 50 mA, другого 60 mA.
Определить ток второй гармоники в нерезонансной нагрузке.
2.25 При параллельном
включении двух ламп ГВВ токи первой гармоники соответственно равны 5 А и 4 А.
Определить кажущееся сопротивление нагрузки для каждой лампы, если сопротивление
нагрузки 75 Ом.
2.26
Решить задачу 2.25 для
последовательного соединения ламп ГВВ.
2.27
В синфазном мосту общее число входов 4; один из генераторов, мощность
которых складывается в мосту, отказал. Насколько уменьшится мощность на выходе моста, если мощность одного
генератора 10 Вт? Какая мощность будет рассеиваться в балластных сопротивлениях
моста?
2.28
Найти максимальный коэффициент усиления по напряжению каскада ШПУ ,
если ширина полосы усиливаемых частот ∆F = 30 МГц, крутизна
характеристики 30 mA/В, выходная емкость Свых = 20
пФ, входная емкость следующего
каскада Свх = 10 пФ.
2.29
Найти суммарное напряжение на нагрузке УРУ, содержащего пять каскадов,
если крутизна характеристики активного элемента 50 mA/В, амплитуда
входного напряжения Uвх=5 В, волновое сопротивление анодной линии 300 Ом.
2.30
УРУ работает на несогласованную нагрузку с коэффициентом отражения р =
0,1. Выходная мощность УРУ при согласованной нагрузке 1 кВт. Определить выходную мощность УРУ при несогласованной
нагрузке.
2.31
В транзисторном ГВВ используется ключевой режим с формой тока и напряжения
типа "Меандр". Нагрузка и балластное сопротивление подключены через
фильтры низкой и высокой частот. Какая мощность выделится на нагрузке и на
балластном сопротивлении, если Ек = 50 В,Rн = Rб = 10 Ом?
2.32
Транзисторный ГВВ работает в ключевом режиме с углом отсечки Θ = 900. Форма напряжения на
коллекторе прямоугольная, форма
импульса коллекторного тока
косинусоидальная. Найти колебательную
мощность и КПД генератора, если Ек
= 20 В, Iко =1 А.
2.33
Найти коэффициент полезного действия с yчетом коммутационных потерь для генератора ( 2.31),
если выходная емкость транзистора Свых =1000 пФ.
2.34
Если триод ГК-10П работает на частоте f = 0,5 МГц, при этом амплитуда первой гармоники
выходного тока Iв1м =20
А, а амплитуда выходного напряжения на нагрузочной системе Uвм =9,2
кВ, то каковы значения блокировочных элементов Lв, СБ
?
2.35 В передатчике очень высоких
частот элементами контура являются короткозамкнутая коаксиальная линия с
волновым сопротивлением 50 Ом. Найти минимальную длину этой линии и эквивалентное
сопротивление контура, если добротность Q = 400, а выходная емкость лампы Свых = 20
пФ.
2.36 Цепь согласования в усилителе
мощности односторонней конструкции состоит из емкости Сас = 10 пФ и
двух отрезков коаксиальных линий. Одна из них образована анодным и сеточным
цилиндрами (W, ), а другая анодным
цилиндром и выводом анода (w", "). Определить резонансное сопротивление цепи
согласования для лампы ГС-7Б-1, у которой диаметр анодного радиатора 100,2
мм, диаметр катодного вывода 40,3
мм, диаметр сеточного вывода 60,3
мм; на частоте 600 МГц добротность
коаксиального резонатора Q = 400.
2.37 Найти волновое сопротивление
коаксиального резонатора, внешний
диаметр которого 100,2 мм,
внутренний 60,3 мм.
2.38
Определить минимальную длину и волновое сопротивление короткозамкнутой
двухпроводной длинной линии, используемой в KB радиопередатчике ( 30 МГц ) как элемент колебательного
контура. Выходная емкость лампы оконечного каскада 15 пФ, диаметр проводов линии
10 см, расстояние между проводами линии 1,5 м.
2.39
Если триод ГУ-37Б работает на частоте f = 70 МГц, при этом амплитуда первой гармоники выходного тока Iв1м = 2 А, а амплитуда выходного напряжения на нагрузочной
системе Uвм = 2 кВ,
то каковы значения блокировочных элементов Lв, СБ
?
2.40
Если триод ГУ-62П работает на частоте f = 25МГц, при этом амплитуда первой гармоники
выходного тока Iв1м =
4 А, а амплитуда выходного напряжения на
нагрузочной
системе Uвм =80 В,
то каковы значения блокировочных элементов Lв, СБ
?
2.41
Каскад мощного РПДУ на тетроде с резонансной НС работает в
диапазоне СЧ. Составьте схему выходной
цепи.
2.42
Рассчитать режим варактора в умножителе частоты с n =
8, f = 0,6 ГГц,
Рn = 0.15 Вт.
2.43
Изобразить схему автогенератора на диоде Ганна, пояснить ее работу.
2.44
Изобразить схему автогенератора на лавинно-пролетном диоде.
2.45
Каскад мощного РПДУ с резонансной НС выполнен на тетроде ГУ-44Б.
Определите блокировочные элементы, если диапазон рабочих частот 0,600-1,2 МГц,
а Rнс = 1,2
кОм.
2.46
Оценить уровень шума на выходе умножителя частоты с кратностью 3 для
условий задачи 2.45, если угол отсечки
Θ = 40.0
2.47
Найти значение блокировочной индуктивности в цепи питания коллектора
транзисторного ГВВ. если амплитуда напряжения на коллекторе Uк = 40 В, а
ток Iк =
1А, рабочая частота f = 10 МГц.
Изобразить схему транзисторного
ГВВ с учетом блокировочной индуктивности Lб.
2.48
Найти значение емкости между входом ГВВ и базой транзистора, если
входное сопротивление Rвx = 20 Ом, а
рабочая частота f = 10 МГц.
Отметить на схеме ГВВ эту емкость.
2.49
Определить величины блокировочных индуктивности и емкости для схемы
последовательного анодного питания ГВВ, если частота ГВВ f = 30
МГц, выходная емкость лампы 10 пФ, Roe= 5
кОм. Изобразить принципиальную схему.
2.50 Определить величины блокировочных
индуктивности и емкости, а также емкость разделительного конденсатора для схемы
параллельного анодного питания, если параметры ГВВ соответствуют задаче 2.49, а
емкость контура составляет 50 пФ.
Изобразить принципиальную схему.
2.51 Произвести выбор блокировочного
конденсатора в схеме последовательного питания управляющей сетки, если в ГВВ
применяется автоматическое сеточное смещение,
f = 10 МГц, Rg = 2 кОм, Свх = 10
пФ. Изобразить схему питания.
2.52
Произвести выбор блокировочного конденсатора по условиям задачи 2.51 без
автоматического сеточного смещения. Изобразить схему питания.
2.53
Найти величины блокировочных индуктивности и емкости, а также емкость разделительного конденсатора для схемы
параллельного питания управляющей сетки
ГВВ при индуктивной межкаскадной связи ( Lсв =
20 мкГн ), если параметры ГВВ
соответствуют задаче 2.51. Изобразить принципиальную схему.
2.54
Решить задачу 2.53, если
применяется емкостная межкаскадная связь ( Ссв = 500 пФ ). Изобразить схему.
2.55
Произвести выбор блокировочных конденсаторов в цепи накала лампы, если
параметры ГВВ соответствуют задаче 2.49. Изобразить схему.
2.56
Определить величины блокировочных индуктивностей в цепи накала в схеме с
общей сеткой, если f = 5 МГц, а Rвx =
3 кОм. Изобразить принципиальную схему.
2.57 Каскад мощного РПДУ с
резонансной НС выполнен на тетроде ГУ-47Б.
Определите
блокировочные элементы, если диапазон рабочих частот 0,800-1,0
МГц, а Rнс = 1,0 кОм.
2.58 Каскад мощного РПДУ с
резонансной НС выполнен на тетроде ГУ-81М. Определите блокировочные элементы,
если диапазон рабочих частот 0,55- 0,95 МГц, а Rнс = 0,9
кОм.
Методические указания, решения и ответы:
2.1
η = 70.3%
2.2
См. [1, стр. 64].
2.3
См. [1, стр.61]; Θ =
30°; Ug = 4976 В;
η = 0.92; Θ = 60°; Ug = 1333,3 В;
η =
0,851.
2.4
Для частоты fо = 10 МГц
сопротивление контура Z = Q; =; Q
= / r.
Для частоты f =
fо ; Z = -j; к = f / fо.
2.5 Р2 = 49,68 мВт; η = 50.6%.
2.6 См. [3, стр.27 – 29]; η = 61.6%, Рз
= 143,19 мВт.
2.7
См. [1, стр.60].
2.8
См. [1, стр.64].
2.9
См. [3, стр.28].
2.10
Уменьшится в 1,4 раза.
2.11 См. [3, стр. 42].
2.12 См. [3, стр. 42].
2.13 См. [3 , стр. 53 – 55].
2.14 См. [3, стр. 38].
2.15 См. [2, стр. 50].
2.16 См. [2, стр. 53].
2.17
η = 0,8; Rн = 3 Ом; Rвн = 15
Ом.
2.18
Qн = /(Rвн + Rn); Ф = n² (l - 1/n²) • Qн ; Ф = 9,24.
2.19
η г = 71% ; η к = 93,7% ; Ск = 112,7 пФ.
2.20
См. [4, стр.
64].
2.21
См. [5, стр. 91].
2.22
См. [5, стр. 91].
2.23
См. [1, стр. 153] ; Рн = 2,45 кВт; Рб = 50 Вт ; η
= 0,98.
2.24
См. [1, стр. 146]; I2 = 2,12 mA.
2.25
См. [1, стр. 145].
2.26
См. [1, стр. 146].
2.27
См. [4, стр. 80].
2.28
Соотношение Боде Кu = S • π / [8
• ∆ f •].
2.29
См. [2, стр. 86]; Uвых 187,5 В.
2.30
Рн = 990 Вт.
2.31
См. [1, стр. 8 ]; [3, стр. 64].
2.32
См. [3, стр. 66].
2.33
См. [3, стр. 65].
2.34
См. [5,
стр. 164-166].
2.35 Rэ = w•Q•F(q) ;
F(q) = 4 • sin2 q / 2 q + |sin 2 q|
; q = 2• π • / λ ; рез = • arctg+ .
2.36 h =2•
π / λ ; Rao = .
2.37
w = 138g D/d) ; w = 30,37 Ом.
2.38
См. указания к 2.35; w = 276g (2D/d - 1).
2.39
См. [5, стр. 164-166].
2.40
См. [5, стр. 164-166].
2.41
См. [5, стр. 164-166].
2.42
См. [3, стр. 113].
2.43
См. [3, стр. 169].
2.44
См. [3, стр. 178].
2.45
См. [5, стр. 167-168].
2.46
kш (0) =
-171.1 ДБ.
2.47
Использовать соотношение Хιб = 20Rк; Lб = 12.7 мкГн.
2.48 Использовать соотношение Хс
= 20Rвx; С = 40 пФ.
2.49
Блокировочные элементы необходимо выбирать, имея в виду следующее
Сб >
(100-300) ∕ Roe · ω; Сб >
(50-200) · Cвых;
Lб(мкГн) =
(0.25 – 0,6) ·10 12 · 1 ∕ f2(кГц) · Сб(пФ).
2.50
Сб > (50-200) · Cвых; Lб > (10
– 20) Lк ;
Ср > 1 ∕ ((0,01 - 0,05) ·Roе · ω).
2.51
Использовать соотношение 1
∕ ω · Сб <
Rg ∕ 30 .
2.52
Сб выбирается из условия
1 ∕ ω · Сб < Rвх ∕ (20-50);
а в диапазоне УКВ и KB Сб > (20 - 30) ·Свх.
2.53
Ср = (20 - 30)Свх; Lб = (20 - 40)Lсв ; Сб аналогично заданию 2.52.
2.54
Lб(мкГн) =
(0.25 – 0,6) ·10 12 · 1 ∕ f2(кГц) · Сб(пФ).
2.55
Конденсаторы Сб не должны создавать значительных
сопротивлений для
переменных токов, Хсб < Rое ∕ (100-300).
2.56 ХLб < (3
- 5) · Rвх.
2.57
Cм. [5,
стр. 167-168].
2.58
Cм. [5, стр. 168-169].
3
Автогенераторы
3.1 В AГ с емкостной обратной связью использован контур с fр = 6
МГц, Q = 150. Полагая фазу крутизны φs = 0.01 рад, определить сдвиг частоты AГ относительно fр.
3.2
Самовозбудится ли АГ по схеме емкостной трехточки, если Lк = 2
мкГн, Сбэ = 2000 пФ,Скэ
= 4000 пФ, Q = 100, S = 0.01 А/В, Д = 0?
3.3
Насколько изменится частота AГ, если в процессе эксплуатации величина индуктивности
и емкости изменится на ± 10 %.
Индуктивность контура Lк = 10 мкГн,
емкость контура Ск = 1100пФ.
3.4
Рассчитать цепи питания АГ (рисунок 3.1) по постоянному току, если
известно, что угол отсечки Θ = 1350, Iко = 10 мA, Еб
= 0.7 В, Ек = 12,6 В, S = 48
мА/В, β = 40.
3.5
В АГ параметры кварцевого
резонатора Lкв = 1 Гн, Скв = 0,01 пФ, Rкв = 5 Ом;
парамеры контура Ск = 100 пФ, L = 10 мкГн, Rк = 2 Ом. Во
сколько раз абсолютное изменение частоты АГ с контуром больше абсолютного
изменения частоты АГ с кварцем?
3.6
Каким схемотехническим решением обеспечивается переход АГ из мягкого
режима самовозбуждения в жесткий?
3.7
Для кварцевого резонатора
(рисунок 3.1.) емкость кварцедержателя Сквд = 5 пФ.
Определить частоты параллельного и последовательного резонансов кварцевого резонатора.
Рисунок 3.1 - Цепи питания АГ
3.8
Рассчитать параметры контура АГ, выполненного по емкостной трехточечной
схеме. Схема АГ представлена на рисунке 3.1, амплитуда колебательного напряжения на коллекторе Uк = 6 В ,
ток коллектора первой гармоники Iк1 = 28 мА, амплитуда колебательного напряжения,
подводимого к базе Uб = 1 В, частота f = 21,5 МГц,
индуктивность L = 1,3
мкГн, добротность контура Q = 50.
Методические указания, решения и ответы:
3.1
Изменение условия
баланса фаз φк + φs
+ φос =
0 приведет к изменению
сопротивления нагрузки и ее фазы. Rн(ω) = р2 · Qн · ∕ [1 +[ 2 · Qн (ω - ωо /
ω)]2 ];
Qн = arctg [ 2 · Qн (ω - ωо / ω)] ; fсдвига= 200 Гц.
3.2 Условие самовозбуждения Soр · Rн·(К - Д) > 1.
3.3
См. [1, стр. 182].
3.4
См. [1, стр. 184].
3.5
См. [1, стр. 179].
3.6
См. [5, стр. 230].
3.7
См. [1, стр. 189].
3.8
Для расчета можно использовать следующие соотношения
Rк = Uк / Iк1; К = Uб / Uк = C1 / Сз
; = ω · L ; Rэ = .Q ;
Cк = l / (ω2· L); p = Ск
/ C1 = ;
C2=1/[1/Cк–(1/C1+1/C3)].