Специалисту на заметку
|
Какими будут радиостанции и радиотелефоны через несколько лет?
|
Эволюциясхемотехники передатчиков переносных радиостанций диапазонов UHF и VHF за последние несколько летИсторически сложилось так, что при разработке новых радиостанций передающая часть чаще всего строилась по устоявшимся, отработанным схемам, как, например, на рис. 1.  При использовании в выходном каскаде транзисторов типа 2SC1971 и при напряжении питания +12 В достигается типовая выходная мощность 5...6 Вт при приемлемом КПД > 55% (на частотах до 175 МГц). Приведенная схема использовалась с минимальными изменениями всеми ведущими фирмами вплоть до начала 90-х годов, когда она начала терять популярность. Почему же это произошло? Традиционно развитие переносных станций шло по пути уменьшения размеров, массы, повышения надежности работы и т.д. Так, в начале 90-х, с развитием технологии поверхностного монтажа, появилась возможность выполнить выходной каскад передатчика в виде единого законченного блока (так называемой "таблетки"), существенно сократив количество установочных компонентов и одновременно повысив надежность как самого передатчика, так и станции в целом. Также это привело к заметному ускорению процесса разработки и упрощению настройки как радиостанции в целом, так и передатчика. Упрощенная внутренняя структура типовой схемы передатчика на базе такой микросборки показана на рис. 2.  Для обеспечения повторяемости и устойчивости работы на входе и выходе установлены цепи согласования, а регулировка выходной мощности осуществляется путем изменения напряжения смещения предвыходного транзистора.  Основные параметры одного из описываемых модулей (S-AV28 фирмы TOSHIBA) приведены в табл. 1. | Предельные эксплуатационные значения | | Максимально допустимое напряжение питания, В | 17 | | Регулировочное напряжение, В | 6 | | Входная мощность, мВт | 20 | | Выходная мощность, Вт | 12 | | Потребляемый ток, А | 3 | | Основные технические характеристики | | Рабочий диапазон частот, МГц | 144...148 | | Выходная мощность, Вт, не менее | 7 | | Коэффициент усиления по мощности, дБ, | 25,4 | | КПД,%, не менее | 50 | | КСВ по входу, не более | 2,5 | | Примечание. Приведенные значения указаны при следующих условиях: напряжение питания -9,6 В; регулировочное напряжение - 4 В; входная мощность - 20 мВт |
Несмотря на указанный в таблице диапазон рабочих частот от 144 до 148 МГц, реально он составляет ±(15...20) МГц от центральной частоты в диапазоне VHF, а для моделей диапазона UHF ±(25...35) МГц. Параметры моделей диапазона UHF отличаются незначительно, в основном меньшим значением КПД. В настоящее время ведущими производителями подобных изделий являются: фирма MITSUBISHI — модели М67799, M67749(UHF), M67748(VHF); TOSHIBA — S-AV28(VHF), S-AU57(UHF); HITACHI — PF0311, PF0314(VHF). Развитие их шло как по пути уменьшения размера (современные модели меньше первых на 20...30%), так и по пути улучшения эффективности работы, скажем, КПД возрос с 35 до 45... 55%. В то же время нельзя сказать, что классические схемы, например такие, как схема, приведенная на рис. 1, полностью ушли в историю, даже сейчас некоторые новые радиостанции строятся на ее базе, например "Kenwood ТН234/235". Дальнейшее развитие технологии, на этот раз в области полупроводников, привело к появлению на рынке так называемых MOSFET-транзисторов, т.е. полевых транзисторов с МОП-структурой затвора, позволяющих отдавать большую мощность при меньших значениях питающего напряжения. Отметим, что большинство современных микросборок построено именно на них. В то же время, если требовалась работа в нескольких диапазонах, приходилось применять несколько микросборок, что серьезно увеличивало стоимость и размеры станции. Выход из этой ситуации был найден после того, как промышленность начала выпуск новых полевых транзисторов для оконечных каскадов ПРД типа 2SK2975, 2SK3075 и подобных, также выполненных по технологии MOSFET. В настоящее время самым показательным примером их использования является радиостанция "1сом Т-81А", передатчик которой способен работать в диапазонах 50, 144, 440 и 1200 МГц (!!). Упрощенная схема выходного каскада этой радиостанции показана на рис. 4, а заявленные фирмой-изготовителем параметры приведены в табл. 2. | Параметр | Диапазоны, МГц | | 50 | 144 | 440 | 1200 | | Выходная мощность, Вт | 5 | 5 | 5 | 1 | | Потребляемый ток, А, При Рвыхmах | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 0,8 | | Примечание. Работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 4,5 В. |
Как видно из схемы, предвыходной транзистор VT1 согласован по входу и выходу во всем диапазоне рабочих частот; в диапазоне 1200 МГц сигнал с его выхода мощностью 1 Вт поступает через П-контур к антенне, а сигналы других диапазонов поступают для дальнейшего усиления на транзистор VT2, согласование по выходу которого осуществляется простой коммутацией П-контуров соответствующего диапазона при помощи p-i-n диодов. Многим, думаю, будет интересно ознакомиться с основными техническими характеристиками MOSFET-транзисторов. Параметры одного из них — 2SK3075 приведены в табл. 3. | Предельные эксплуатационные значения | | Напряжение сток-исток, В | 30 | | Ток стока, А | 5 | | Рассеиваемая мощность стока, Вт | 20 | | Температура перехода, °С | 150 | | | | Основные технические характеристики | | Выходная мощность, Вт (типовая) | 9 | | КПД,% (типовой) | 60 | | Коэффициент усиления по мощности, дБ, не менее | 11,7 | | Примечание. Приведенные значения указаны при следующих условиях: рабочая частота - 520 МГц; напряжение питания -9,6 В; входная мощность - 500 мВт |
Замечено, что за последние два года все больше новых радиостанций (в том числе однодиапазон-ных) строятся с использованием MOSFET-транзисторов в выходных каскадах, например "Kenwood ТК-2107", 'Тсом Т-82А", "Alinco DJ-496", "Yaesu VX-5R" и другие. Продолжающийся процесс уменьшения массо-габаритных показателей радиостанций и необходимость повышения КПД и выходной мощности при уменьшении напряжения питания вынуждают конструкторов применять все новые решения. Интересно, какими будут передатчики через несколько лет?
|
|
© Концерн "Алекс", 2004
