Розрахунок вихідної коливальної системи

Вищі гармоніки струму або напруги, утворені в результаті роботи транзисторів у нелінійному режимі, повинні бути ослаблені в навантаженні передавача до рівня, обумовленого міжнародними нормами. Це вимога забезпечуется вихідною коливальною системою (ВКС), установлюваної після підсилювача потужності передавача.

У широкодіапазонних передавачах з коефіцієнтом перекриття по частоті більше 1,6...1,9 для фільтрації гармонік на виході включають кілька перемикаючих фільтрів на окремі поддиапазоны. Кожний з фільтрів забезпечує коефіцієнт перекриття по частоті, f рівний

Звичайно ці фільтри не вносять додатковий трансформації навантажувальних опорів.

Для узгодження з антеною на виході фільтрів встановлюють узгоджуючий пристрій, що перебудовує, що на основній частоті f трансформує комплексний опір антени в активний опір, рівний стандартній величині = 50 Ом Залишкова помилка узгодження визначається припустимим значенням коефіцієнта біжучої хвилі.

Вихідними даними для розрахунку діапазонних фільтрів є:

1) нижні й верхня робочі частоти передавача і

2) номінальний навантажувальний опір ;

3) припустиме значення КБВ навантаження ;

4) припустиме значення КБВ на вході коливальної системи ;

5) припустимий рівень вищих гармонік у навантаженні передавача , обумовлений нормами на побічне випромінювання;

7) додаткове загасання, внесене пристроям, що погодить ;

8) відносний рівень вищих гармонік на виході підсилювача потужності.

У двотактних підсилювачах на транзисторах з ЗЕ при індивідуальному підборі пари транзисторів типові наступні значення:

;

Послідовність розрахунку наступна [3].

1. Визначають коефіцієнт перекриття по частоті передавача

2. Якщо , то встановлюють один фільтр. У противному випадку визначають число фільтрів, що перемикають, по формулі

,

де - коефіцієнт перекриття по частоті одного фільтра.

Отримане значення К округляють до цілого числа в більшу сторону.

3. Уточнюють коефіцієнти перекриття по частоті окремих фільтрів по співвідношенню

і визначають їхні граничні частоти

, ,

.

4. Визначають КБВ, що повинна забезпечувати коливальна система:

5. Нерівномірність АЧХ у смузі пропущення коливальної системи:

6. Знаходять мінімальне загасання , що повинен забезпечувати фільтр у смузі затримування на n -й гармоніці:

7. Знаходять нормовану частоту, на якій необхідно забезпечити загасання для n-ої гармоніки:

8. Вибирають тип фільтра. При порівняно невеликому загасанні й одночасно великому значенні можна обмежитися фільтрами Баттерворта.

При й варто використати фільтри

Чебышева, що мають рівну коливальну АЧХ, а при більших значеннях і менших значеннях - фільтри Кауэра.

9. Визначають порядок m фільтра:

для фільтрів Баттерворта

для фільтрів Чебышева:

У ці формули підставляють значення й для n =2 й n =3. Максимальне значення m округляють у більшу сторону до цілого.

10. Розраховують LC елементи фільтра. Спочатку визначають коефіцієнти a з таблиці додатків залежно від типу обраного фільтра, припустимої нерівномірності Dа в смузі пропущення й порядку фільтра m. Порядок фільтра визначає число реактивних елементів у його принциповій схемі.

Вихідні фільтри нижніх частот реалізують по так називаній сходовій схемі, представленої на малюнку.

Знаходять значення реактивних елементів:

або

або й т.д.

де - верхня гранична частота діапазону, що розраховує;

Ом - опір навантаження.