Расчет высокочастотного тракта транзисторного передатчика связи подвижных объектов
Анализ основных вариантов передатчиков для связи с подвижными объектами. Разработка структурной схемы передатчика. Электрический расчет оконечного каскада в режиме усиления. Расчет коллекторной и базовой цепи. Принципиальная схема частотного модулятора.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.11.2016 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
38
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство связи
Хабаровский Институт Инфокоммуникаций
ФГОБУ
Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики
Среднее профессиональное образование
Факультет заочного обучения
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: Радиопередающие устройства.
на тему: "Расчет высокочастотного тракта транзисторного передатчика связи подвижных объектов"
Выполнил: студент группы
РРТ-42 Васильев А.А.
Проверил: Пугачев А.С.
Хабаровск 2014
Задание
- Введение
- 1. Анализ вариантов передатчиков для связи с подвижными объектами (ССПО)
- 2. Разработка структурной схемы передатчика
- 3. Электрический расчет оконечного каскада (ОК) в режиме усиления
- 3.1 Расчет коллекторной цепи
- 3.2 Расчет базовой цепи
- 3.3 Амплитуда первой гармоники тока базы
- 4. Расчет нагрузочной схемы оконеченного каскада
- 5 Расчет возбудителя
- 5.1 Расчет частотного модулятора
- 6. Принципиальная схема радиопередатчика
- Заключение
- Список литературы
Введение
Радиопередающие устройства (РПдУ) представляют сложную систему, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источники питания, устройства охлаждения и защиты.
Диапазон высоких частот обладает огромной информационной емкостью, и поэтому его используют для передачи широкополосных сигналов: импульсных, телевизионных, многоканальных сообщений и пр. Радио передатчики в диапазоне СВЧ применяют в радиолокационных станциях (РЛС), телевидения ретрансляционных линиях связи, для тропосферной и космической связи, для связи с подвижными объектами, для радио управления и бортовой аппаратуры радиопротиводействия и многих других специальных назначений.
В данной работе будут проектироваться основные каскады радиопередающего устройства для связи с подвижными объектами.
1. Анализ вариантов передатчиков для связи с подвижными объектами (ССПО)
РПДУ классифицируют по назначению, объекту использования, диапазону частот, мощности и виду излучения.
Назначение РПДУ определяется радиотехнической системой, в которой оно используется, и связано с видом передаваемой информации. Различают: радиосвязные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радиотелеметрические, радионавигационные и другие.
Объект использования определяется местом установки РПДУ: наземные стационарные, самолетные, спутниковые, корабельные, носимые, мобильные, т.е. устанавливаемые на автомобилях, железнодорожном транспорте и иных наземных передвижных объектах.
По диапазону частот РПДУ различают на: сверхдлинноволновые, длинноволновые, средневолновые, коротковолновые, ультра - коротковолновые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые. Передатчики пяти первых диапазонов объединяются общим названием - высокочастотные, трех последних - сверхвысокочастотные. Границей между РПДУ ВЧ и СВЧ диапазонов является частота 300 МГц. При частоте менее 300 МГц передатчик относится к ВЧ диапазону, выше - к СВЧ диапазону.
По мощности ВЧ сигнала, подводимого к антенне, РПДУ различают: малой - до 10 Вт, средней - 10.500 Вт, большой - 500 Вт.10 кВт, сверхбольшой - выше 10 кВт.
По виду излучения передатчики разделяют на работающие в непрерывном и импульсном режимах.
В зависимости от полосы пропускания различают узко - и широкополосные генераторы.
умножитель частоты, служащий для умножения частоты колебаний;
преобразователь частоты, предназначенный для смещения частоты колебаний на требуемую величину;
делитель частоты, служащий для деления частоты колебаний;
частотный модулятор, осуществляющий частотную модуляцию;
фазовый модулятор, осуществляющий фазовую модуляцию;
фильтры, служащие для пропускания сигнала только в определенной полосе частот;
сумматор (делитель) мощностей сигналов, в котором происходит суммирование мощностей однотипных сигналов или деление сигнала по мощности в требуемое число раз и т.д.
К их числу относятся: устройства автоматической подстройки частоты, автоматической перестройки электрических цепей усилительных каскадов, автоматической перестройки согласующего устройства, автоматического управления мощностью, автоматического поддержания теплового режима. Современные устройства автоматического регулирования строятся на основе микропроцессора.
2. Разработка структурной схемы передатчика
Радиопередатчиком называется радиотехническое устройство, преобразующее первичные электрические сигналы в радиосигналы определённой мощности, необходимой для обеспечения радиосвязи на заданном расстоянии с требуемой надёжностью.
В радиопередающее устройство, кроме радиопередатчика, входит и антенно-фидерное устройство.
Радиопередатчик включает следующие узлы:
Возбудитель, предназначенный для преобразования первичных электрических сигналов в радиосигналы, формирование сетки высокостабильных частот с заданным интервалом между соседними частотами, с помощью которых осуществляется перенос сформированных радиосигналов непосредственно на рабочую частоту в заданном диапазоне.
Усилитель мощности УМ предназначен для усиления радиосигналов, сформированных в возбудителе, до величины, обеспечивающей требуемую дальность связи с заданной надёжностью.
Согласующее антенное устройство САУ обеспечивает согласование УМ с передающей антенной с целью излучения антенной максимальной мощности, подводимой к ней от УМ.
Источник электропитания предназначен для преобразования энергии переменного тока частоты 50 Гц в энергию напряжений, необходимых для питания каскадов передатчика.
Кроме указанных узлов, к радиопередатчику относятся дополнительные системы: управления, блокировки, сигнализации и принудительного охлаждения.
Перечисленные выше узлы содержит любой радиопередатчик, независимо от его мощности и назначения.
Так как мощности передатчика для связи с подвижными объектами малы, то проектируемое устройство будет строиться по следующей схеме, приведенной на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Обобщенная структурная схема радиопередатчика Возбудитель включает в себя генератор высокостабильных колебаний (автогенератор), а также частотный модулятор. На рисунке 2.2 представлена структурная схема возбудителя.
Рисунок 2.2 - Структурная схема возбудителя Для того чтобы разработать структурную схему для передатчика с параметрами, заданными в ТЗ, необходимо поочередно выбрать транзисторы для каждого каскада.
Выберем транзистор в оконечный каскад, исходя из заданной мощности:
== 10 Вт
При выборе транзистора, обратим внимание на то, чтобы выполнялось следующее условие: fраб?0,5*fт, где f раб =135 МГц, fт - частота транзистора. При fр=135,fт=270 МГц.
При выборе транзистора, обратим внимание НАТО, чтобы выполнялось следующее условие: fраб?0,5*fт, где f раб =135 Гц, fт - частота транзистора.
В таблице 2.1 приведены параметры транзистора 2Т610Б
Таблица 2.1 Параметры транзистора 2Т610Б
|
r нас (Ом) |
rб (Ом) |
rэ (Ом) |
в0 |
Fт (МГц) |
Ск (пФ) |
Сэ (пФ) |
Lэ (нГн) |
Lб (нГн) |
|
|
10 |
2 |
0 |
50-200 |
700 |
3 |
20 |
1.3 |
2.4 |
|
|
екэдоп (В) |
ебэдоп (В) |
Iк0 Доп (Iкмахдоп) (мА) |
Типовой режим в схеме с ОЭ |
||||||
|
30 |
4 |
0,3 (0,5) |
F (МГц) |
Р1 (мВт) |
Кр |
Ек (В) |
Примечания |
||
|
400 |
1 |
10 |
12,6 |
n-p-n |
Проверим выполнение условия fраб?0,5*fт 135?1/2*700, 135?350 - условие выполняется.
Рассчитаем коэффициент усиления:
kр==20*(=29.38
Рассчитаем мощность на выходе предоконечного каскада (ПОК):
==0,68Вт=680мВт
Выбираем транзистор для рассчитанной мощности 680 мВт и частоты 330 МГц.в таблице 2.2 представлены параметры транзистора 2Т610Б
Таблица 2.2 Параметры транзистора 2Т610Б
|
r нас (Ом) |
rб (Ом) |
rэ (Ом) |
в0 |
Fт(МГц) |
Ск(пФ) |
Сэ(пФ) |
Lэ(нГн) |
Lб(нГн) |
|
|
10 |
2 |
0 |
50-200 |
700 |
3 |
20 |
1.3 |
2.4 |
|
|
екэдоп(В) |
ебэдоп(В) |
Iк0 Доп(Iкмахдоп)(мА) |
Типовой режим в схеме с ОЭ |
||||||
|
30 |
4 |
0,3(0,5) |
F(МГц) |
Р1(мВт) |
Кр |
Ек(В) |
Примечания |
||
|
400 |
1 |
10 |
12,6 |
n-p-n |
Принимаем мощность возбудителя равной 1 мВт, а частота, которую будет выдавать возбудитель f возб=91,667/3=30,556МГц
Проверим выполнение условия fраб?0,5*fт 330?1/2*700, 330?350 - условие выполняется.
Рассчитаем коэффициент усиления:
kр==20*(=29.38
Рассчитаем мощность на выходе предоконечного каскада (ПОК):
==0,68Вт=680мВт
Таблица 2.2 Параметры транзистора 2Т922А
|
r нас (Ом) |
rб (Ом) |
rэ (Ом) |
в0 |
Fт (МГц) |
Ск (пФ) |
Сэ (пФ) |
Lэ (нГн) |
Lб (нГн) |
|
|
3 |
2 |
0 |
10-100 |
400 |
12 |
45 |
1.7 |
2.9 |
|
|
екэдоп (В) |
ебэдоп (В) |
Iк0 Доп (Iкмахдоп) (мА) |
Типовой режим в схеме с ОЭ |
||||||
|
36 |
4 |
0,5 (1) |
F (МГц) |
Р1 (мВт) |
Кр |
Ек (В) |
Примечания |
||
|
175 |
2 |
20 |
12,6 |
n-p-n |
Принимаем мощность возбудителя равной1 мВт, а частота, которую будет выдавать возбудитель f возб=91,667/3=30,556МГц
Проверим выполнение условия fраб?0,5*fт 75?1/2*400, 75?200 - условие выполняется.
Рассчитаем коэффициент усиления:
К=К1*=20*175/75=47
Рассчитаем мощность на выходе предоконечного каскада (ПОК):
==4,2 Вт
3. Электрический расчет оконечного каскада (ОК) в режиме усиления
Рассмотрим принципиальную схему оконечного каскада на биполярном транзисторе, представленную на рисунке 3.1 Транзистор включен по схеме сообщим эмиттером.
Рисунок 3.1 - Принципиальная схема оконечного каскада
3.1 Расчет коллекторной цепи
В схеме используется транзистор 2Т930А, параметры которого приведены в табл. 3.1
Таблица 3.1 - Параметры транзистора 2Т930А
|
r нас (Ом) |
rб (Ом) |
rэ (Ом) |
в0 |
Fт (МГц) |
Ск (пФ) |
Сэ (пФ) |
Lэ (нГн) |
Lб (нГн) |
|
|
1 |
0,4 |
0,1 |
15-100 |
500 |
65 |
900 |
0,35 |
5,57 |
|
|
екэдоп (В) |
ебэдоп (В) |
Iк0 Доп (Iкмахдоп) (мА) |
Типовой режим в схеме с ОЭ |
||||||
|
65 |
4 |
4 (6) |
F (МГц) |
Р1 (мВт) |
Кр |
Ек (В) |
Примечания |
||
|
40 |
50 |
30 |
28 |
n-p-n |
При расчетах следует задаться углом отсечки, при этом транзистор должен работать в недонапряженном режиме и обеспечивать линейность усиления.
Зададим б=90°, тогда коэффициенты разложения б0=0,318, б1=0,5.
Выполняем расчет:
1)критическое напряжение на коллекторе транзистора
Uкр==40*(0,5+0,5=36,16В
Максимальная величина напряжения на коллекторе
U к мак=Ек+Uккр?Uк доп,
U к мак=36,16+28=64,16?65 - выполняется условие.
Первая гармоника тока коллектора
Ik1==2*40/36,16=2,212 ,А
Постоянная составляющая тока коллектора
Iк0=*Iк1=0,318/0,5*2,212=1,407А
Должно выполняться условие Iк0?Iк0доп 1,407?4,6 - выполняется. Максимальная амплитуда тока коллектора Iкмак=Iк0/б0=4,424А
Должно выполняться условие Iк0?Iк0доп 4,424?4,6 - выполняется.
Мощность, отбираемая от источника питания:
P0=Ik0*Ek=1.407*28=39.396 Вт
Коэффициент полезного действия (КПД) коллекторной цепи:
КПД==20/39,396=0,507
Мощность, рассеиваемая на коллекторе:
Рк=Р0-=19,396 Вт
Сопротивление коллекторной нагрузки
Rк=Uк кр/Iк1=16,347 Ом
3.2 Расчет базовой цепи
Вспомогательный коэффициент:
X=1+0.5*(1-0)*2*3.14*10**500**16.347=1.257
3.3 Амплитуда первой гармоники тока базы
Iб1=
Iб1==0,159 А
в0- коэффициент передачи тока базы, который выбирается в пределах от 15 до 100. Примем в0 = 35. Сопротивление балластного резистора в цепи базы:
Rбал=(е бо доп-Е бо доп)*
Rбал=(4-0,7)*=61,7 Ом
Е бо доп-0.7 В для кремниевых транзисторов.
Принимаем Rбал=Rдоп=60 Ом
Амплитуда напряжения возбуждения:
Uбмах=Iб1*- Е бо доп
Uбмах=0,159*-0,7=2,512В
Постоянная составляющая тока базы:
Iб0=Ik0/в0
Iб0=1,407/35=0,04А
Постоянная составляющая эмиттерного тока:
Iэ0=Ik0+Iб0
Iэ0=1,407+0,04=1.447 А
Напряжение смещения на базе:
Еб=Еб0+Iб0*rб+Iэ0*rэ-Iб1*
Еб=0,7+0,04*0,4+1,447*0,1-0,159*
=-0.159 В
Активное входное сопротивление транзистора:
rвх=r1+*,
где
r1=(1+
в0=б0*(1-cos90°)=0.318
в1=б1*(1-cos90°)=0.5
r1=(1+0.318*2*3.14*500*10^6*10*10^-12*16.347)*
*0.4+0.1+2*0.5*3.14*0.35=1.664 Ом
r2=rб+(1+в0())*в0)*rэ-r1+Rдоп*(1-в1())
r2=0.4+(1+0.318*35)*0.1-1.664+60*(1-0.5)=29.949 Ом
Входное сопротивление транзистора:
rвх=1,664+*=4,359 Ом
Входная мощность:
Рвх=0,5*Iб1^2*rвх
Рвх=0,5*0,159^2*4.359=0.055 Вт
Коэффициент усиления по мощности:
кр=, кр=40/0,055=727,27
4. Расчет нагрузочной схемы оконеченного каскада
Нагрузочной системой ОК транзисторного передатчика может быть цепочка из L и С элементов, представляющая фильтр нескольких типов: П-образный, Т-образный, Г-образный.
Так как коэффициент перекрытия по диапазону составляет:
К==40/500=0,08<2, то передатчик является узкодиапазонным.
Выберем тип фильтровой нагрузочной системы, которая представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - П - образная цепочка нагрузочной системы
На рисунке 4.2 представлена принципиальная схема ОК с нагрузочной системой.
Рисунок 4.2 - Принципиальная схема ОК с нагрузочной системой
R1=18 Ом - сопротивление коллекторной нагрузки
R2=50 Ом - входное сопротивление антенны
выберем значения для емкостей С1 и С3, так, чтобы они были осуществимы.
Пусть С1=100пФ, С3=70 пФ.
Далее производим расчет величин реактивных элементов.
Рабочая частота:
W=2*р*500*10^6
W=2*3.14*500*10^6=3.140*10^9 рад/с
Сопротивление коллекторной цепи транзистора оконечного каскада:
Задано R1=18 Ом.
Сопротивление нагрузки передатчика:
Задано R2=50 Ом
2. Х1=
Х1=-1/(3,140*10^9*10*10^-12)=-3.184 Ом
3. q= q=18/3.184=5.65
Сопротивления:
Xc3=
Xc3=-1/(3.140*10^9*70*10^-12)=4.549 Ом
Х2=
X2==-5.271 Ом
Х3=(
X3=*(5.65-15.136=8.279
Необходимо, чтобы выполнялось неравенство:
(R1/R2)-1<q2
(18/50)-1<31.922
Неравенство выполняется.
Индуктивность:
L3=
L3==1.188*=11.88 нГн
Емкость:
С2=
С2==6.04*10^-11Ф=60,4 пФ
Сопротивление индуктивности:
XL3=w*L3
Xl3=3.140**11.88=37.3 Ом
Коэффициет фильтрации по второй гармонике коллекторного тока:
n=2 - вторая гармоника.
Кф=
Кф==
=1025.15
5 Расчет возбудителя
На рисунке 5.1 представлена принципиальная схема автогенератора.
Рисунок 5.1 - принципиальная схема автогенератора.
Выбираем транзистор на выдаваемую частоту fвозб=30,556МГц и мощность Р=1мВт (расчеты из гл.2).
В таблице 5.1 представлены параметры транзистора 2Т927А
Таблица 5.1 - Параметры транзистора 2Т927А
|
r нас (Ом) |
rб (Ом) |
rэ (Ом) |
в0 |
Fт (МГц) |
Ск (пФ) |
Сэ (пФ) |
Lэ (нГн) |
Lб (нГн) |
|
|
0,4 |
0,3 |
0 |
15-50 |
100 |
150 |
2000 |
5 |
5 |
|
|
екэдоп (В) |
ебэдоп (В) |
Iк0 Доп (Iкмахдоп) (мА) |
Типовой режим в схеме с ОЭ |
||||||
|
70 |
3,5 |
20 (30) |
F (МГц) |
Р1 (мВт) |
Кр |
Ек (В) |
Примечания |
||
|
30 |
75 |
15 |
28 |
n-p-n |
Граничные частоты
,
где в=25 (выбираем от 15-50 в таблице параметров транзистора).
==4*10^6=4 МГц
fб=fт+
fб=100*10^6+4*10^6=104МГц
Сопротивление корректирующей цепочки
Rкор=(5*)*
Rкор=*=4 Ом
Корректирующая цепочка
R3=
R3==1,25 Ом
Скор=
Скор==38,2*10^-11=38,2пФ
=
==0,95 Ом
Крутизна переходной характеристики транзистора с коррекцией
Sкор=, Sкор=1/0,95=1,05 А/В
Электрический режим. Пусть iк макс=0,08*iк доп. iк доп=20,3^-3-допустимый ток коллектора(из таблицы параметров транзистора)
Максимальная амплитуда коллекторного тока:
iк макс=0,08*20,3*10^-3=1,62мА
екэдоп=Uк доп=70В - допустимое напряжение на коллекторе (из таблицы параметров транзистора)
Напряжение питания цепи коллектора:
Uк0=0,3* Uк доп
Uк0=0,3*70=21
Статистическая крутизна входной характеристики:
S0=, S0=А/с
Крутизна характеристики для тока ВЧ:
S=, S==0.717 А/с
Для угла отсечки б=60°, коэффициенты косинусоидального импульса равны: б0=0,2,б1=0,4,г0=0,109. Амплитуда первой гармоники тока коллектора:
Iк1=б1*iкмакс
Iк1=0,4*1,62=0,648мА
Постоянная составляющая тока коллектора:
Iк0=б0*iкмакс
Iк0=0,2*1,62=0,32мА
Напряжение на базе:
Uб1=, Uб1==3,085В
Принимаем Р приблизительно 1 мВт
Р~=*Uк1*Iк1
Выводим формулу для расчета Uк1 - напряжение коллектора
Uк1=, Uк1==4,24 В
Коэффициент обратной связи:
Кос=, Кос=3,085/4,24=0,72
Сопротивление контура в точках коллектор-эмиттер на резонансной частоте:
Rк=, Rk=4,24/0,648=1953,1 Ом
проверим выполнение условия баланса амплитуд:
S*Kос*Rк?1
0,717*0,469*1953,1=656,77?1-условие выполняется.
Мощность, потребляемая от источника питания:
Р0=Iko*Uk0
Р0=0,016*22,5=6,6 Вт
Рассеиваемая мощность:
Ррас=Р0-Р1
Ррас=66-7,5=58,5 мВт
Коэффициент полезного действия (КПД):
КПД=
КПД=1/6,6=0,15
Напряжение смещения:
Принимаем напряжение отсечки Uотс=0,6В
Есм=Uотс-Uб1*cos(60°*), Есм=0,6-3,085*0,99=2,45В
Характеристическое сопротивление контура на резонансной частоте:
Принимаем значение индуктивности на контуре Lопт=10*10^-6Гн
с=wр*Lопт
с=3.140*10^9*10*10^-6=28,26*10^3=28.26Ком
Суммарная емкость контура:
С=
С1/3.140*10^9*28.26*10^3=11.27*10^-12=11.27пФ
Резонансное сопротивление контура на входную цепь транзистора:
принимаем значение добротности ненагруженного контура Q0=100
Rp= с*Q0
Rp=28.26*10^3*100=286 Ком
Коэффициент включения контура в выходную цепь транзистора:
р=, р==0.0826
Емкость, пересчитанная из последовательной цепочки в параллельную:
С, =11.27*10^-12/0.0826=136.44 пФ
Емкости С1 и С3
С1=, С1=136,44*10^-12/0.469=290.917пФ
С3=
С3===1
2.77*=12.77пФ
Сопротивление нагрузки, пересчитанное к выходным электродам транзистора:
h=3*Rk
h=3*1953.1=5859.3 Ом
Добротность:
Принимаем сопротивление нагрузки автогенератора Rh=50 Ом,
Q=
Q==10.779
Емкость связи:
Ссв=
Ссв=0.00059*10^6=5пФ
Емкость, пересчитанная параллельно емкости
С2: св=
св=52*10^-12/(1+1/=51.557*10^-12=51.557пФ
С2=2-св
С2=136,44-51,557=84,88 пФ
Блокировочная емкость:
Сбл=
Сбл==3,184*=31,84нФ
Ток коллектора:
Принимаем
Iд=Iбо=0,016мА
Iэ0=Ik0+Iб0
Iэ0=20+0,16=20,16А
Блокировочное сопротивление:
Rбл=8*Rk, Rбл=1953.1*8=15624,8 Ом
Напряжение питания:
Еп=Uк0+Ik0*Rбл, Еп=22,5+0,016*10^-3*15624.8=24.06В
Напряжение сопротивления контура в контурах коллектор-эмиттер на резонансной частоте:
URk=Iэ0*Rk, URk=0.26**1953.1=507.8*=0.5 В
Напряжение сопротивления R2:
Uбэ=Есм=28,45В
UR2=URk+Uбэ=0,5+28,45=28,95В
Сопротивление R1 и R2:
R1=
R1==-6.59кОм
R2=
R2=28.95/0.016*=1 809.37 кОм
5.1 Расчет частотного модулятора
На рис. 4.2 представлена принципиальная схема частотного модулятора на варикапе и автогенератора для fвозб=30,556МГц.
В схеме используется варикап КВ238А, параметры которого приведены в таблице 5.2
Таблица 5.2 - Параметры варикапа КВ114А1
|
Тип варикапа |
Сво, пФ (Uв, В) |
v |
Q, В/Мгц |
Uдоп, В |
|
|
КВ238А |
54,4-81,6 (4) |
0,5 |
300 |
150 |
Допустимая девиация частоты (по заданию) Дfд=5кГц должна быть меньше максимальной в 3*3=9 раз, так как частота модулятора впоследствии умножается на 3, проходя через 2 умножителя частоты. в процессе умножения происходит некоторое отклонение частоты от номинального значения, поэтому, чтобы добиться минимальной нестабильности, необходимо допустимую девиацию частоты уменьшить в 9 раз.
Дfд= =555,55 кГц
Частота возбудителя 30,556 мГц
Применяем коэффициент гармоник Kr=0.01
Расчет модулятора на варикапе :
Относительная нестабильность частоты:
Y= Дfд/fвозб
Y=555.55*10^3/30.556*10^3=18.181
Нормированная амплитуда модулирующих колебаний:
U=*kr
U=4/(0.8+1)*0.01=0.022=22мВ
Изменение емкости:
ДС=4*v*kr*
ДС=4*0,5*0.01*=0.73*10^-12=0.73пФ
Полезное изменение емкости варикапа
D=, D=0.73/55=0.013
Коэффициент вклада варикапа в общую емкость контура:
kв=2*, kв=2*18,181/0,013=2904,76
Коэффициент включения варикапа в контур:
рв=
Значение атора:
рв==595
Амплитуда высокочастотных колебаний:
UвI=рв*
Значение Uk1и р берем из расчета автогенератора.
UвI=595*62,5/0,0826=45021,86В
Емкость связи варикапа с контуром:
Ссв=Сво*, Cсв=55*=55,00 пФ
Емкость С1:
С1=Сво*, С1=55*=27,5пФ
передатчик высокочастотный частотный модулятор
6. Принципиальная схема радиопередатчика
На рис. 6.1 представлена принципиальная схема радиопередатчика.
Назначение элементов схемы:
Uзв - модулирующее напряжение;
С2 - разделительный конденсатор;
R1 - R2 - делитель напряжения для подачи напряжения смещения на варикап VD;
VD - варикап;
R3 - R4 - делитель напряжения для подачи смещения на базу транзистора VT1;
R5 - для термостабилизации;
L2 - ВЧ дроссель (необходим, чтобы ВЧ сигнал не проходил с автогенератора на вход схемы);
L3 C3 C5 C6 - образуют емкостную трехточку (в результате выполняется баланс фаз; эти же элементы определяют частоту автогенератора);
С14 L7 C15 C16 - контур нагрузочной системы оконечного каскада;
С1 С2 C7 С15 - разделительные конденсаторы;
L2 L5 L6 - блокировочный дроссель (необходим, чтобы переменный ток не проходил в источник питания);
L1; C1 C10 C15 - развязывающие элементы;
Заключение
Передатчик для связи с подвижными объектами был спроектирован на биполярных транзисторах, т.к. применение электровакуумных ламп и полевых транзисторов нецелесообразно в связи с малой мощностью, отдаваемой передающим устройствам.
В ходе расчетов были выбраны транзисторы для усилителей мощности и автогенератора для получения рабочей частоты (135 МГц) умножители частоты не потребовались, т.к. максимальная частота возбудителя составляет 30,556 МГц.
Были составлены структурные схемы, отображающие принцип работы радиопередатчика, а так же принципиальные схемы каскадов передатчиков и полная принципиальная схема радиопередающего устройства.
Список литературы
1. Александров, А.И. Узлы и схемы радиопередающих устройств: учеб. пособие / А.И. Александров. - М.: МИРЭА, 1981. - 45 с.
2. Александров, А.И. Схемы и конструктивные узлы радиопередающих устройств: учеб. пособие / А.И. Александров, М.П. Кевлишвили, В.Ф. Чернышов. - М.: МИРЭА, 1989. - 78 с.
3. Бернштейн, Э.А. Импульсные радиопередающие устройства. Проектирование и расчет: учеб. пособие для радиотехн. вузов / Э.А. Бернштейн, Н.К. Рудяченко. - Киев: Техника, 1964. - 248 с.
4. Бетин, Б.М. Радиопередающие устройства. Теория и расчет: учеб. пособие для техникумов/ Б.М. Бетин. - М.: Высш. шк., 1965. - 338 с.
5. Белов, Л.А. Синтезаторы частот и сигналов: учеб. пособие / Л.А. Белов. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2002. - 80 с.
6. Белов, Л.А. Формирование стабильных частот и сигналов: учеб. пособие для вузов / Л.А. Белов. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 224 с.
7. Бочаров, Н.Ф. Расчет электронных устройств на транзисторах / Н.Ф. Бочаров, Н.К. Жеребряков, С.К. Колесников. - М.: Радио и связь, 1975. - 256 с.
8. Вамберский, М.В. Передающие устройства СВЧ: учеб. пособие для вузов / М.В. Вамберский, В.И. Казанцев, С.А. Шелухин; под ред. М.В. Вамберского. - М.: Высш. шк., 1984. - 448 с.
9. Воробьев, О.В. Зарубежные радиопередающие устройства: учеб. пособие / О.В. Воробьев, А.Е. Рыжков. - Л.: ЛЭИС, 1988. - 57 с.
10. Гаранин, М.В. Системы и сети передачи информации: учеб. пособие для вузов / М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. - М.: Радио и связь, 2001. - 336 с.
11. Грей, Л. Радиопередатчики / Л. Грей, Р. Грэхем; пер. с англ. - М.: Связь, 1965. - 480 с.
12. Дикий, А.Д. Передатчики радиотехнических средств / А.Д. Дикий, И.А. Солдатов. - М.: Воениздат, 1960. - 368 с.
13. Дробов, С.А. Радиопередающие устройства / С.А. Дробов, С.И. Бычков; под общ. ред. С.А. Дробова. - М.: Сов. радио, 1969. - 720 с.
14. Зарецкий, М.М. Синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройки / М.М. Зарецкий, М.Е. Мовшович. - Л.: Энергия, 1974. - 255 с.
15. Ильина, Н.Н. Радиовещательные передающие устройства / Н.Н. Ильина. - М.: Связь, 1980. - 183 с.
16. Каганов, В.И. Проектирование транзисторных радиопередатчиков с применением ЭВМ / В.И. Каганов. - М.: Радио и связь, 1988. - 255 с.
17. Каганов, В.И. Радиопередатчики малой и средней мощности. Теория и расчет / В.И. Каганов. - М. - Л.: Энергия, 1964. - 280 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет оконечного каскада передатчика и цепи согласования с антенной. Составление структурной схемы РПУ. Выбор структурной схемы передатчика и транзистора для выходной ступени передатчика. Расчет коллекторной и базовой цепи, антенны, параметров катушек.
курсовая работа [92,6 K], добавлен 24.04.2009Структурная схема передатчика. Краткое описание структурной схемы. Трактовка схемных решений для автогенератора. Подробное обоснование роли элементов схемы. Расчет режима оконечного каскада РПУ и коллекторной цепи выходного каскада. Параметры антенны.
курсовая работа [104,4 K], добавлен 24.04.2009Разработка структурной схемы передатчика с базовой модуляцией, числа каскадов усиления мощности, оконечного каскада, входной цепи транзистора, кварцевого автогенератора, эмиттерного повторителя. Эквивалентное входное сопротивление и емкость транзистора.
курсовая работа [691,9 K], добавлен 17.07.2010Расчет цепей смещения и питания транзистора. Выбор радиодеталей для цепей связи, фильтрации, питания для схемы оконечного каскада. Расчет принципиальной схемы передатчика. Электрический расчет генератора, управляемого напряжением с частотной модуляцией.
курсовая работа [461,5 K], добавлен 04.11.2014Обоснование функциональной схемы передатчика. Расчет и определение транзистора для оконечной ступени передатчика. Расчет оконечного каскада, входного сопротивления антенны, цепи согласования. Определение коллекторной цепи генератора в критическом режиме.
курсовая работа [129,0 K], добавлен 14.04.2011Разработка варианта структурной схемы передатчика низовой радиосвязи и его отдельных принципиальных узлов. Электрический расчет выходного каскада, согласующей цепи, умножителя частоты, опорного генератора, частотного модулятора и штыревой антенны.
курсовая работа [981,1 K], добавлен 16.11.2011Параметры расчета предварительного и оконечного каскадов передатчика на биполярных транзисторах. Расчёт оконечного каскада. Параметры транзистора 2Т903А. Результат расчёта входной цепи. Результаты расчёта коллекторной цепи. Расчёт предоконечного каскада.
лабораторная работа [226,3 K], добавлен 26.01.2009Выбор способа получения частотной модуляцией. Расчет транзисторного автогенератора на основе трехточки. Выбор структурной схемы возбудителя. Электрический расчет режимов каскадов тракта передатчика. Проектирование широкодиапазонной выходной цепи связи.
курсовая работа [691,1 K], добавлен 29.03.2014Порядок составления блок-схемы передатчика, работающего на 120 МГц. Выбор и обоснование транзистора для работы в выходном каскаде. Вычисление модулятора и коллекторной цепи. Расчет параметров возбудителя, умножителя цепи и предоконечного каскада.
курсовая работа [810,5 K], добавлен 03.01.2010Обоснование структурной схемы. Электрический расчет. Выбор усилительного полупроводникового прибора. Расчет выходного фильтра. Выбор стандартных номиналов. Электрическая схема оконечного мощного каскада связного передатчика с частотной модуляцией.
курсовая работа [411,7 K], добавлен 14.11.2008Проектирование связного радиопередающего устройства с частотной модуляцией (ЧМ). Структурные схемы передатчика с прямой и косвенной ЧМ. Расчет оконечного каскада, коллекторной и входной цепей. Расчет цепи согласования оконечного каскада с нагрузкой.
курсовая работа [876,6 K], добавлен 21.07.2010Порядок разработки однополосного связного передатчика, выбор и расчет его структурной схемы. Методика выбора схемы оконечного каскада. Определение элементов и их конструктивный расчет. Порядок и особенности построения коллекторной цепи, ее элементы.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 24.04.2009Разработка структурной схемы передатчика. Расчёт усилителя мощности, цепи согласования, амплитудного модулятора, частотного модулятора, возбудителя частоты (автогенератора), колебательной системы, цепи питания и смещения, ёмкости связи с нагрузкой.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.07.2015Расчет входного сопротивления антенны. Построение структурной схемы передатчика. Расчет выходного усилителя, колебательной системы. Цепи питания высокочастотных каскадов. Промышленный коэффициент полезного действия. Система управления, блокировки.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 29.08.2015Выбор оптимального варианта структурной схемы передатчика, синтез его функциональной схемы. Характеристика транзисторного автогенератора, фазового детектора, усилителей постоянного тока и мощности, опорного генератора. Расчет автогенератора и модулятора.
курсовая работа [133,3 K], добавлен 16.01.2013Разработка структурной, электрической функциональной и принципиальной схем передатчика тропосферной радиолиний связи. Оконечный усилитель мощности. Каскад предварительного усиления. Смеситель, умножители частоты и кварцевый автогенератор. Расчет каскадов.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 22.10.2012Разработка радиопередатчика для радиовещания на ультракоротких волнах (УКВ) с частотной модуляцией (ЧМ). Подбор передатчика-прототипа. Расчет структурной схемы. Электрический расчет нагрузочной системы передатчика, режима предоконечного каскада на ЭВМ.
курсовая работа [985,8 K], добавлен 12.10.2014Структурная схема передатчика, расчет оконечного каскада. Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора в схеме с ОЭ. Расчёт согласующего устройства, выходного фильтра. Конструктивный расчёт катушек индуктивности. Расчет блокировочных элементов.
курсовая работа [627,6 K], добавлен 09.05.2012Разработка приемного устройства системы связи с подвижными объектами, выбор и обоснование структурной схемы. Расчет базового блока радиотелефона, функциональной и принципиальной схемы приемника и передатчика, частотно-модулированного автогенератора.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Тип схемы передатчика. Расчет параметров структурной схемы. Расчет генератора СВЧ, импульсного модулятора и блокинг-генератора. Мощность на выходе передатчика. Напряжение на аноде модуляторной лампы во время паузы. Прямое затухание ферритового вентиля.
курсовая работа [212,7 K], добавлен 14.01.2011
