Размещено на http://www.allbest.ru/

1. РОЗРОБКА ТЕХНІЧНИХ ВИМОГ НА ПЕРЕДАВАЧ ТБ ЗОБРАЖЕННЯ

передавач телевізійний зображення електричний

1.1 Основні параметри каналу ТБ зображення

Даний передавач призначений для передачі зображення. Для телевізійних станцій нестабільність частоти по загальносоюзному стандарту не повинна перевищувати 1кГц. Так як LC генератори не можуть забезпечити такої стабільної частоти, то необхідно в даному передавачі використовувати автогенератор з кварцовою стабілізацією частоти, нестабільність якого порядка 10-6...10-7 на частоті кварцу до 10 МГц. Кварц на частотах вище 10 Мгц не використовується так як нестабільність різко зростає. Для отримання амплітудно-модульованих коливань використаємо схему амплітудної модуляції на керуючу сітку, яка використовується у всіх сучасних передавачах ТБ зображення для забезпечення вузькості смуги частот. Другим головним завданням є фільтрація вищих гармонік.

1.2 Технічні вимоги

За ГОСТ 20532-92 висуваються такі вимоги до радіопередавачів телебачення:

- пікова потужність передавача зображення 2 кВт;

- несуча частота передавача зображення (5, 6 канали)

- частотні границі каналів 130,25 та 175,25 МГц;

- допустимі відхилення частоти (при потужності 2 кВт) 1кГц;

- рівень нелінійних спотворень передавача

між рівнями 12,5 та 75 % пікового 15%

- рівень фона 1%

- рівень побічних випромінювань не більше 1мВ

- напрацювання на відмову не менше 4000 год.;

- час неперервної роботи на добу 24 год.;

- середній час відновлення працездатності 60 хв.

- опір антени - 75 Ом ;

- метод стабілізації частоти - кварц;

Всі перераховані вище умови необхідно врахувати при розробці даного курсового проекту.

1.3 Вимоги до конструкції

- стаціонарний варіант виконання;

- тип монтажу- друкований;

- розташування органів керування на передній панелі повинно бути ергономічним та забезпечувати зручну роботу оператора протягом тривалого часу.

Виконання передавача передбачає застосування друкованого монтажу на двосторонній друкованій платі. Всі елементи, що є джерелами наводок захищено металевими екранами. Це дозволяє зменшити взаємне проникнення завад між потужними та малопотужними каскадами, а також самозбудження каскадів. Металевий корпус для передавача вибирається з умови вільного розміщення блоків та необхідних умов охолодження.

1.4 Кліматичні вимоги

У відповідності до діючих державних стандартів у радіозв'язку та в залежності від умов експлуатації даний пристрій необхідно віднести до групи 1 - стаціонарні, які призначені для передачі зображення. Пристрій повинен пройти ряд випробувань на стійкість до впливу різних дестабілізуючих факторів: температури, вологості, вібрацій і т. д.

Пристрій експлуатується у нормальних кліматичних умовах: температура 0...45° С; відносна вологість 45...85 %; атмосферний тиск 650...800 мм. рт. ст.

1.5 Техніко-економічні вимоги

Приймач слід виготовити на основі сучасної уніфікованої елементної бази з мінімальними витратами кольорових металів і цінних матеріалів. Кількість ручних операцій у техпроцесі виготовлення приймача повинні мінімальну собівартість без втрат заданих технічних характеристик

2. РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ

2.1 Загальні вимоги до структури

В якості структурної схеми передавача вибираємо схему прямого підсилення. В склад передавача повинні входити збуджувач, помножувачі частоти, амплітудний модулятор, каскад підсилення по потужності. Зробимо попередній розрахунок структурної схеми.

Вихідні резонансні ступені сучасних РП малої та середньої потужності робляться переважно однотактними, тобто вихід несиметричний. Така побудова робиться для простоти і зменшення габаритних розмірів. Складність резонансної системи для вихідної ступені визначається потужністю та режимом роботи вихідної ступені і вимог на степінь придушення побічних випромінювань. Фільтруючу систему оцінюють орієнтовно фс=0,75.[1]

2.1.1 Визначення кількості підсилювальних каскадів

З врахуванням фс та коефіцієнта експлуатаційного запасу Кез=1,1 знайдемо вихідну потужність передавача в телефонному режимі.

, (2.1.1)

В кінцевому каскаді використаємо транзистори SD1540 із такими основними параметрами [10]:

Коефіцієнт підсилення за струмом h21E = 10;

Гранична частота FГР = 1200 (МГц);

Напруга насичення на переході колектор-емітер UKEнас = 3,5 (В);

Струм на переході колектор-емітер IKE = 25 (мА);

Максимальний струм на колекторі IKmax = 22 (А);

Максимальна напруга на переході колектор-емітер UKE0max = 65 (B);

Максимальна напруга на переході колектор-база UKБ0max = 65 (B);

Максимальна напруга на переході емітер-база UEБ0max = 3,5 (B);

Максимальна потужність на колекторі РKmax = 875 (Вт).

Максимальна допустима температура на колекторі TKmax = 150°C;

Коефіцієнт підсилення за потужністю К'Р = 7,8 (Дб);

Експериментально отримані E'K = 50 (В); P' = 300 (Вт); F' = 1150 (МГц).

Розрахуємо коефіцієнти підсилення вихідного каскаду на робочій частоті, взявши Еж= Ек =50В [7]:

(раз), (2.1.2)

де К'Р, f ', Е'к, Р' отримані для транзистора після експерементальних перевірок та вказані для кожного транзистора [4]. ЕК - напруга живлення каскаду, Р - необхідна вихідна потужність каскаду

(раз)

Розрахуємо потужність, яка необхідна для збудження транзистора вихідного каскаду:

(Вт)

Для проміжного каскаду обираємо транзистор SD1528-08 із такими основними параметрами:

- IKmax = 1,5 (А);

- UKE0max = 65 (B);

- h21E = 35;

- FГР = 1200 (МГц);

- К'Р = 10;

- P' = 87 (Вт);

- E'K = 50 (В);

- F' = 1150 (МГц);

- P'= 15 (Вт).

(Вт)

Таку потужність можна буде отримати від збуджуючого пристрою. Отже двох підсилювальних каскадів буде достатньо для забезпечення необхідної потужності.

2.1.2 Визначення кількості помножувачів

Оскільки передавач працює на одній фіксованій хвилі то доцільно використовувати автогенератор з кварцем. Частота кварців може бути до 20 МГц. Передавач ТБ зображення 32-го каналу працює на частоті носійної - 559,25 МГц. В схемі використаємо помножувач частоти на 4, та на 3. Тоді в вихідному каскаді отримаємо частоту яка відповідає заданій, якщо оберемо кварцевий резонатор із частотою 46,6 МГЦ.

2.1.3 Розробка збуджувача

Важливою частиною передавального пристрою є збуджувач. Він представляє собою генератор високочастотного гармонічного сигналу. Цей блок є основою для усього передавача. Так як він є першою ланкою у передавальній системі, є її основою, то суттєво від параметрів і характеристик збуджувача залежить і якість всього передавача. Адже недоліки даного блоку лише підсилюються наступними блоками, але не усуваються. Ось чому важливо правильно вибрати цей каскад.

Основним параметром, який характеризує роботу автогенератора є нестабільність частоти. Цей параметр числено показує, на скільки змінюється частота генерації сигналу від необхідної. Тому, при можливості, треба добитися найменшої нестабільності.

Так як внаслідок зміни частоти автогенератора частота носійної частоти буде змінюватись, що може призвести до накладання сигналу даної станції на сигнал іншої, сусідньої станції. В результаті накладання, на приймальній стороні, не можна буде відділити сигнал даної та сусідньої станції і в залежності від фази сигналу, можливий варіант сумування двох сигналів, а можлива і різниця. В останньому випадку сигнали станцій будуть знаходитись в протифазі і розпізнати інформацію, що передається кожною станцією окремо буде не можливо.

Для боротьби с цими небажаними явищами, згідно ТЗ у схемі автогенератора використовуємо кварцевий резонатор, який має величезну, у порівнянні з коливальним контуром добротність і має голкоподібну частотну характеристику. Тобто при не значній зміні частоті його провідність різко зменшується.

Також, для даного вузла передавача, у ролі активного елементу використовуємо напівпровідниковий, біполярний транзистор. Він характеризується меншими габаритами, у порівнянні з вакумними приладами, більшим терміном роботи, що дуже важливо при цілодобовому використанні передавача. Для його живлення необхідні менші напруги та струми, що забезпечує зменшення розмірів і ціни елементів фільтрації живлення напруги, довший термін дії. Обираємо схему автогенератора "індуктивна трьохточка". Дана схема поєднує в собі простоту схеми і хороші показники. В одну з частин схеми замість котушки індуктивності використовуємо кварцевий резонатор, адже його реактивний опір має індуктивний характер. Практична принципова схема даного блоку представлена на рисунку 2.1.



Рисунок 2.1 Принципова схема збуджувача

Так як, даний передавач має працювати на передачу однією станції, то необхідно обрати частоту генерації даного автогенератора. В нашому випадку дана частота не буде співпадати з частотою роботи всього передавача, тобто не співпадає з носійною частотою.

Даний генератор є не перенастраюємим. Для стабільної роботи даного блоку передавача, його екранують та герметизують, поміщаючи у металевий корпус. Необхідно звернути увагу на температурний режим даного блоку. Для більшої стабільності роботи даного блоку, він експлуатується в умовах нормальної вологості, у приміщені, зі стабілізованим температурним режимом роботи.

Для підстройки частоти роботи автогенератора та для налаштування генератора на оптимальний режим роботи, при якому забезпечується найбільша стабільність роботи, елементи схеми С1 та С2 є підстроювальними. Така схема має високу добротність, що забезпечує її стабільну роботу.

У ролі активного елемента збуджувача використаємо транзистор 2Т920А з такими параметрами:

Опір насичення ;

Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з СЕ 15;

Гранична частота ;

Ємність колектора ;

Максимально допустимі параметри:

Постійна напруга колектор-емітер ;

Постійна напруга база-емітер ;

Постійний струм колектора ;

Коефіцієнт передачі за потужністю при Р`=100мВт; Ек`=12,6 В; f`=250

МГц;

Кр`=3

2.1.4 Розробка повної структурної схеми передавача

Повна структурна схема передавача наведена на рисунку 2.2. Робоча частота 559,25 МГц отримується з допомогою чотирьох помножувачів частоти на 4 на транзисторах КТ919В і КТ920А. Підсилення сигналу до потрібного рівня потужності виконано трикаскадним підсилювачем потужності на транзисторах 2Т986А, SD1528-08 та КТ911А. Узгодження з антенно-фідерним трактом та придушення позасмугових випромінювань виконується за допомогою простої схеми виходу. Живлення передавача виконується від джерела живлення 400В, 20В, 12В. Повна структурна схема зв'язкового передавача з AM показана на рис. 2.2.В передавачі використовується АМ, яка проводиться у перед кінцевому.В якості схеми виходу був обраний ФНЧ, основною функцією, якого єпридушення вищих гармонік носійної частоти сигналу, особливо 2 і 3.:



Рисунок 2.2 Повна структурна схема передавача

3. ЕЛЕКТРИЧНІ РОЗРАХУНКИ

3.1 Електричний розрахунок кінцевого каскаду підсилення потужності

Вихідні дані: SD1540А; Кр=43; Р=250Вт;Еж=60В; f=559,25МГц.

Нумерація елементів згідно схеми електричної принципової що наведена в додатках.

Рисунок 3.1.1 Кінцевий каскад підсилення потужності

Використаємо транзистор типу SD1540 з параметрами що вказані в п.2.3.

Транзистор кінцевого каскаду працює у режимі класу С з кутом відтину струму колектора =70о,коефіцієнта Берга при цьому складають 0=0,253, 1=0,436.

Розраховуємо критичний коефіцієнт використання колекторної напруги [10],[11]:

- напруга що подається на колектор транзистора, дорівнює напрузі живлення.

де - опір насичення на ВЧ;

- потужність що розсіюється транзистором кінцевого каскаду з врахуванням що він працює в режимі класу С;

- коефіцієнт Берга;

Амплітуда контурної напруги [4]:

,

де - критичний коефіцієнт використання колекторної напруги;

- напруга що подається на колектор транзистора, дорівнює напрузі живлення;

Максимальна контурна напруга [4]:

,

Контурний струм першої гармоніки [11]:

,

.

Амплітуда імпульсу колекторного струму [11]:

,

.

Постіний споживаний струм [5], [11]:

,

.

Споживана потужність [12]:

,

.

Коефіцієнт корисної дії [12]:

,

.

Потужність, що розсіюється на колекторі [11]:



.

Еквівалентний опір навантаження [10]:

,

.

Індутивність котушки навантаження [12]:

,

.

Вхідний струм [7]:

,

де - коефіцієнт передачі транзистора по струму;

- ємність колекторного переходу.

.

Вхідна напруга збудження [7]:

.

3.2 Розрахунок передкінцевого каскаду підсилювача потужності

Вихідні дані: SD1528-08; Кр=30,5 ; Р= 18Вт; Еж=40В, f=1200МГц.

Рисунок 3.2.1 Передкінцевий каскад підсилення потужності

Еквівалентний опір навантаження:

Ом.

Нехай опором навантаження для Т-ланки буде вхідний опір кінцевого каскаду Ом.

вибирають в проміжку 1,5..10 раз більшим, чим , тому

.

Оберемо

Ом.

Визначення ємності С1:

,

К10-17-63В-2,2пФ10%

Визначення ємності С2:

=

Визначення індуктивності L2:

Визначення індуктивності L1:

=

Визначаємо оптимальне значення хзв2.

Було обрано, що .

При умові оптимальної передачі потужності:

.

хзв2=,

хзв2=Ом.

Взаємо індуктивність визначається за формулою:

М2 = ,

Знаходимо індуктивність Lзв2:

Lзв2=,

де К - конструктивний коефіцієнт зв'язку, який залежить від способу виконання зв'язку між контурами, для трансформаторного зв'язку К = 0,8.

Lзв2= мкГн.

Коефіцієнт трансформації модуляційного трансформатора:

,

де = 0,95.

.

Опір генератора постійному струму, підведеного до первинної обмотки модуляційного трансформатора:

, (3.25)

Ом.

Індуктивність первинної обмотки модуляційного трансформатора

,

Оберемо спотворення в області НЧ рівними 1,5 Дб (1,188), оскільки, вони ще будуть вноситись трактом підсилення НЧ сигналу. Кдр = 3…5. Гц.

мГн.

Індуктивність дроселя Lдр:

,

мГн.

Розрахунок блокуючої ємності Сбм:

; (3.28)

мкФ.

К50-35-25В-100мкФ ±10%

Взаємо індуктивність модуляційного трансформатора визначається за формулою:

,

де а для коефіцієнта гармонік 5% дорівнює 5

мГн.

Знаходимо індуктивність вторинної обмотки модуляційного трансформатора Lзв1:

Lзв1=,

де К - конструктивний коефіцієнт зв'язку, який залежить від способу виконання зв'язку між контурами, для трансформаторного зв'язку К = 0,8.

Lзв2=мГн.

Вхідний опір для тракту НЧ

,

 Ом.

Розрахунок опору захисту від зворотної напруги:

, (3.32)

= 14,74 Ом ? 15 Ом.

Для обмеження верхньої частоти спектру сигналу використаємо режекторний фільтр. Елементи його контурів розрахуємо з умови 3.33.

(3.33)

Приймемо ємність конденсатора С=51 пФ, тоді значення індуктивності

Знайдемо з виразу, який отриманий із 3.33:

Паралельний і послідовний контури фільтру мають однакові значення L та C.

3.3 Розрахунок помножувачів частоти.

Вихідні данні для розрахунку другого помножувача: КТ919В; N=4; f=559,25МГц; Кр=2;Еж=12В.

Нумерація елементів згідно схеми електричної принципової що наведена в додатках.



Рисунок 5.1 Помножувач частоти

Використовуємо транзистор типу КТ919В з з параметрами що вказані в п.2.3.

Транзистор підсилювача помножувача працює у режимі класу С з кутом відтину струму колектора .Коефіцієнти Берга при цьому складають. Коефіцієнт використання колекторної напруги приймемо:

Амплітуда контурної напруги [11], [12]

.

Максимальна колекторна напруга [11], [12]

,

.

Колекторний струм четвертої гармоніки [4], [5]

,

.

Амплітуда імпульсу колекторного струму [4], [5]

,

.

Постійний споживаний струм [4], [5]

,

.

Споживана потужність [4], [5]

,

.

Коефіцієнт корисної дії [11], [12]

,

.

Потужність розсіюється на колекторі [4], [5]

,

.

Еквівалентний опір навантаження [4], [5]

,

.

Параметри контуру навантаження [11], [12]

,

,

,

.

Обираємо стандартну ємність С11

К10-17-25В-51пФ5%.

Напруга зміщення [11], [12]

,

.

Розраховуємо величину опору емітерного кола [4], [5]

,

,

Потужність що розсіюється на опорі R15:

.

Обираємо стандартний елемент

R15 ПЕ-3-68Ом5%.

Ємність блокуючого конденсатора С2 [4], [5]

,

Обираємо стандартну ємність С12

К10-17-25В-220пФ10%. Вхідний струм [4], [5]

,

Вхідна напруга живлення [12]

Вихідні дані для розрахунку першого помножувача: Рвх.пм2 =0,5мВт; fр=46,4 МГц; Ек=12В; =60°. Активний елемент КТ920А.

Потужність на виході помножувача, з врахуванням підсилення другої гармоніки та втрат у колах зв'язку:

0,84 Вт

Розрахунок вихідного кола активного елемента:

Амплітуда контурної напруги:

11,3 В

Максимальна колекторна напруга:

В

Струм колектора першої гармоніки:

0,15 А

Амплітуда імпульсу колекторного струму:

Постійний струм колектора:

Споживана потужність і ККД:

Потужність, що розсіюється на колекторі:

<Ркдоп=8 Вт

Еквівалентний опір навантаження:

Розрахунок вхідного кола активного елемента.

Амплітуда струму бази:

Додатковий опір:

10 Ом

Максимальна зворотня напруга на емітерному переході:

Постійні складові базового та емітерного струмів:

; ;

Напруга зміщення:



Вхідний опір:

Вхідна потужність:

Коефіцієнт підсилення за потужністю: Кр=Р1/Рвх=0,84/0,012?70 (рази).

Параметри резонансного навантаження при добротності контура Qк=10 і коефіцієнті включення р=0,1:

Lк=Re/(2* Qк*f*р)=76/(2*3,14*10*46,4*106*0,1)=240 нГн

Ск= Qк*р/(2*f*Re)=10*0,1/(2*3,14*46,4*106*76)=43пФ

3.4 Розрахунок збуджувача

У якості збуджувача розраховуємо схему кварцового автогенератора з ЧМ модляцією

Вихідні дані: КТ399А; f=46,6МГц; Кр=5; Еж=12В.

Нумерація елементів згідно схеми електричної принципової що наведена в додатках.

Рисунок 6.1 Збуджувач частоти

Для даної схеми можна застосувати кварцовий резонатор РК 16 БА - 13 ДР - 31,5 М - А - В (ГОСТ 20297 - 74) [15] з параметрами:

- статична ємність, пФ, не більше 6

- добротність (100 … 200)3

- нестабільність (10 … 30)*10-6

- опір кварцу RК, Ом 15

В якості активного елемента доцільно обрати транзистор типу 2SK.

Згідно довідниковим даним [5], коефіцієнт розкладу 1() має знаходитись в межах 0,1…0,3. Даний Автогенератор має працювати в режимі А, так як він має формувати гармонічні коливання. Не лінійні спотворення сигналу у даному блоці є не бажаними. Враховуючи, що напівпровідникові елементи не можуть витримувати короткочасного перевантаження необхідно виконати наступну умову.

UК0 0,5 UКЕ мах,

Обираємо, Uк0 = 12 (В), 1 () = 0,2.

Такому значенню 1 () = 0,3 відповідає кут відсічки = 900, при цьому соs = 1. За довідниковими таблицями [11] визначаємо:

0 () = 0,2;

1 () = 0,35;

0 () = 0,13;

0 ( - ) = 0,63;

Також, слід зазначити, що напівпровідникові елементи не допускають перевищення максимально допустимих струмів. Зважаючи на це необхідним є підтримання наступної вимоги.

ІКм (0,5…0,8) ІК мах.

Обираємо: максимальний струм колектора ІКм = 30 (мА), коефіцієнт а = 0,1; потужність у навантаженні Рн = 0,05 (мВт).

У обраній схемі, кварцевий резонатор вмикається між колектором і базою, що дозволяє отримати достатню добротність системи.

Визначаємо потужність, яка розсіюється на кварцевому резонаторі Ркр.

 (мВт).

Тепер визначаємо потужність, що віддається транзистором.

Р1 Рн + Ркр ,

Р1 = 0,05 + 0,5 = 0,55 (мВт).

Апроксимуємо параметри транзистора. При цьому отримуємо нові, апроксимовані параметри транзистора. Визначаємо їх.

Sп 15· ІКм,

де Sп - крутість апроксимованої характеристики транзистора.

Sп = 15 · 30 = 450 (мА/В).

Визначаємо опір переходу транзистора.

r = h21E. min / Sп ,

де h21.min - мінімальний, для транзисторів даного типу, коефіцієнт передачі.

r = 100 / 0,45 = 222,22 (Ом).

Середня крутість транзистора визначається згідно наступного виразу.

,

(А/B)

Визначаємо граничну частоту за крутістю.

,

(кГц)

Визначаємо нормовану частота коливань.

,

де fкр - частота кварцевого резонатора, вище визначена на рівні 1704 (кГц).

Тепер проводимо розрахунок параметрів коливальної системи даного блоку. Спочатку визначаємо еквіваленту емність системи на частоті резонансу.

де S1 - крутість транзистора на першій гармоніці;

0 - стала часу;

Х - коефіцієнт нерівномірності АЧХ.

S1 = S · 1(),

0 = кр · С0 · Rкр,

Х = І2Км · 1()· (2·Ркр · S· (1 - cоs )2 · (1 + а))-1,

де С0 - паразитна ємність монтажу, схеми;

щкр - циклічна частота роботи кварцевого резонатора;

Rекв - еквівалентній активний опір кварцевого резонатора, для обраного типу резонатора він складає 15 Ом.

S1 = 0,37 · 0,3 = 0,111 (А/В),

0 = 2 · 3,14 · 1,7·106 · 10·10-12 · 15 = 2,36·10-2 (с);

Х = (30·10-3)2 · 0,3· (0,5·10-3 · 0,37· (1 - 0,5)2 · (1 + 0,1))-1 = 5,31.

Визначивши проміжні результати, підставляємо знайдені значення у вираз 3.3.10.

Визначаємо параметри елементів коливальної системи.

Вибираємо конденсатор типу К70-6 1,1 (нФ).

,

(Ом)

,

(Ом)

Індуктивність L1 і ємність С1 (рисунок 3.3.1) визначаються, згідно умов:

1 < 2кр · L1 · С1 < n2 (n - 2)2,

де n - номер гармоніки.

Приймаємо, що 2кр · L1 · С1 = 2. З цього випливає наступний вираз.

,

(нФ).

Враховуючи визначений, необхідний номінал, та враховуючи те, що, по можливості необхідно забезпечити стабільність роботи даного блоку, обираємо конденсатор типу К70-6 12 (нФ).

При відомому значенні С1 визначаємо номінал індуктивності L1:

,

(мГн)

Проводимо розрахунок значення ємності Сбл, виходячи з наступної умови.

,

де Rд - опір додаткового резистора, ввімкненого у коло емітера, він складає 50 Ом.

Виходячи з цього маємо.

,

(нФ)

Вибираємо конденсатор типу К70-6 20 (нФ). Визначаємо частоту коливань опорного генератора. Для цього скористуємось наступним виразом.

= (Х1·(1 + ) + S · RК) · (2 · 0 · Х1 · (1 + ) + (0 · S - 1) · RК)-1

= (-16,07*(1+15)+0,95*15)*(2*2,36*10-2*(-16,07*(1+15)+(2,36*10-2*0,95-1)*15)= 2,72 * 10-3

Відносна різниця між частотами f і fкр визначається за формулою:

1,36 *10-5

Визначимо параметри активного елемента, які визначаються режимом його роботи.

Визначаємо гармонічну складову струму колектора.

ІК1 = 1() · ІКм;

ІК0 = 0()· ІКм.

ІК1 = 0,39 ·30 = 11,7 (мА);

ІК0 = 0,22 · 30 = 6,6 (мА).

Визначаємо амплітуду напруги на базі.

(В)

Визначаємо амплітуду напруги на колекторі.

,

Р1 = 0,5 ІК1 · UКЕ ·соs К,

.

Отже, напруга на колекторі буде складати.

(В).

Знайдемо потужність, яку даний каскад споживає від джерела напруги

Р0 = ІК0 *UКЕ,

Р0= 6,6*10-3 * 0,19 = 1,25 (мВт).

Знаходимо потужність, що розсіюється. Для цього користуємось наступним виразом.

Рроз = Р0 - Р1,

Рроз = 1,25 - 0,55 = 0,7 (мВт).

Для нормальної роботи передавача необхідно виконати наступну умову.

Рроз < Рмах.

Дана умова, як ми переконались, виходячи з розрахунків, виконується.

Знайдемо струм та напругу на базі транзистора, по відношеню до «спільного провідника».

,

(мА).

UБ0 = U' + UБ (0() (1 + 2S)-0,5 - 0()),

UБ0 = 0,3 + 0,15 (0,11·(1 + 0,95 2)-0,5 - 0,13) = 0,16 (В).

Приймемо RЕ = 350 (Ом). При цьому визначаємо опір Rб, користуючись наступним співвідношення.

RБ = (10…20) Х2

RБ = 15 · Х2 = 20 · 11,4 = 228 (Ом).

Обираємо резистор типу МЛТ - 0,125 220 Ом. 10%. Визначаємо напругу джерела живлення для кіл живлення колектора UК та бази UБн:

UК = UКБ + RЕ · (ІК + ІБ),

UК = 5 + 350·10-3 · (6,6 + 0,066) = 6,89 (В).

UК = UБ0 + RЕ · (ІК + ІБ) + ІБ · RБ,

UБн = 0,16 + 350·10-3 · (6,6 + 0,066) + 0,066·10-3 · 228 = 2,51 (В).

Приймемо, що струм, який тече через подільник буде визначатись згідно наступного виразу.

ІП = 10*ІБ,

ІП = 10*0,066 = 0,66 (мА).

Визначаємо опір подільника в колі живлення.

R1 = I-1П * (UК - UБн),

R1 = 0,66*10-3 * (6,89 - 2,51) = 2890,8 (Ом).

Вибираємо резистор типу МЛТ - 0,125 3 кОм 10%.

Тоді, визначаємо опір резистора R2.

,

(кОм)

Обираємо резистор типу МЛТ - 0,125 4,7 кОм 10%.

3.5 Розрахунок вихідної коливальної системи

Вихідні дані:

Робоча частота fр=559,25 МГц;

Опір в антені RA=75 Ом;

Опір на вході ВКС Rвх=5 Ом;

Ємність СА=12пФ.

Нумерація елементів згідно схеми електричної принципової що наведена в додатках.

Рисунок 7.1 Вихідна коливальна система

Необхідний коефіцієнт фільтрації при допустимому рівні позасмугового випромінювання Рпв=1 мВт [2], [8]

,

,-коефіцієнти Берга;

-потужність що випромінюється антеною;

- рівень позасмугового випромінювання.

.

Реактивні опори елементів кола [2], [3]

,

.

Ємності схеми [11], [12]

,

.

Обираємо стандартні ємності С25 та С26

К50-35-100В-11пФ5%

Індуктивність схеми [11], [12]

,

.

ККД схеми виходу при добротності котушки QL=50 [11], [12]

,

,

,

.

4. РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ

4.1 Розробка зовнішнього вигляду передавача

Передавачі ТБ зображення являються невід'ємною частиною телевізійних передавачів, які в свою чергу конструктивно виконуються у вигляді шаф, які складаються з блоків. Блочна конструкція дозволяє зменшити її габаритні розміри і збільшити ремонтопридатність обладнання. Тому конструктивно оформимо передавач у вигляді шафи.

Орієнтовно вибираємо розміри: висота - в ріст людини та трохи вище (2-2,5м), ширина та глибина - біля 1м.

В нижній частині розмістимо допоміжне обладнання РП в виду його великої маси та габаритів. До допоміжного відноситься: система живлення змінним та постійним струмом, система охолодження, система блокування та сигналізації. Тобто це та частина станції, яка забезпечує нормальне функціонування основного технологічного обладнання та гарантує безпеку обслуговуючого персоналу, а також захист обладнання при виникненні несправностей (в конструкції монтується дублюючий передавач також).

Вище знаходиться панель керування. П'ять кнопок примусового включення/виключення: система охолодження, накал, затримка на 1хв, зміщення на керуючі сітки, живлення анода та екранних сіток з індикацією їх роботи.

В передавачах є високі напруги. Тому блокування системи повинна гарантувати виключення випадкового попадання обслуговуючого персоналу під напругу при виконанні настроєчних та регулювальних робіт.

Вище знаходиться блок збуджувача, який включає в себе: задаючий генератор та 3 каскади помножувачів. Для управління збуджувачем на передню панель винесено кнопку живлення з індикатором. Елементи настройки знаходяться всередині шафи.

Проміжні та кінцеві каскади РП складаються з 4 генераторних ламп, знаходяться у верхній частині конструкції. Перший проміжний каскад являється модулюючим каскадом. Виводимо вхідні гнізда на задню панель.

Для контроля роботи та настройки кінцевих каскадів служать амперметри та міліамперметри. По одному в колі керуючої сітки двох останніх каскадів та в їх анодному колі, п'ятий - в антені.

Рисунок 8.1 Зовнішній вигляд передавача

4.2 Розрахунок елемента настройки схеми виходу

Вихідні дані: РА= 2 кВт; Lак=20 мкГн.

Номінальна індуктивність береться з запасом на вплив екранів і на підстроювання немагнітним осердям.

L=1,2Lак=1,2*20 =24 мкГн, (126)

Розраховуємо кількість витків котушки, прийнявши діаметр дроту 3 мм, діаметр котушки D=1см, довжину котушки l=2 см:

=2,2, (127)

Крок намотки =9(мм)

Власна ємність котушки:

пФ, (128)

Для зменшення втрат котушку антенного контуру бажано покрити сріблом. А ще краще використати для підстроювання осердя з чистого електротехнічного алюмінію або міді. Алюміній кращий тим, що при його окисленні втрати не ростуть, але він має меншу стійкість і електропровідність. У якості елемента настройки доцільно використати латунне або алюмінієве осердя діаметром від 3...8мм. При настроюванні осердя повинно входити не глибше 5...10% довжини котушки. Підстроювання котушки проводиться осердям з немагнітного матеріалу. При введені осердя індуктивність та добротність контура зменшується в межах кількох відсотків. Використовуємо алюмінієве осердя діаметром 5 мм, довжиною 1 см. Ескіз котушки антенного контуру показано на рис. 8:

Рисунок 8.2 Котушка антенного контуру

5. МОДЕЛЮВАННЯ

Використовуються такі системи для дослідження електричних схем за допомогою ЕОМ [2]:

1. Системи схемотехнічного моделювання аналогових і аналогово-цифрових схем. До них слід віднести такі системи як Electronics Workbench 5.12Pro(''Електрона Лабораторія'') та Micro Cap 6.0 (Microcomputer Circuit Analysis Program-''Програма аналізу схем на мікрокомп'ютерах'').

2.Апаратно програмний комплекс LabVIEW.

3.Програма Excel що входить в пакет Microsoft Office.

Для моделювання відео підсилювача скористаємося програмою Electronics Workbench 5.12Pro.

Вибір даної програми супроводжується такими причинами:

1.Можливість моделювання схем що містять найновіші компоненти.

2. Наявність моделей сучасного лабораторного обладнання, система EWB містить віртуальні осцилографи та цифрові вимірювальні пристрої.

3.В системі Electronics Workbench 5.12Pro панелі віртуальних осцилографів, вольтметрів, амперметрів, Боде-плотера, функціонального генератора, пристроїв для дослідження цифрових схем подібні до зовнішнього вигляду реальних пристроїв. Це наближає комп'ютерне моделювання до дослідження реальних схем. Описаний програмний продукт не потребує спеціального налагодження і нестандартних пристроїв. Для установки цієї програми можуть бути використані комп'ютери простих модифікацій.

4.Програма Excel що входить в пакет Microsoft Office.

5.Математичні пакети програм такі як Mathematica, MatLAB, MathCAD, Maple, Derive.

Цей список не охоплює всіх програмних продуктів що використовуються при вивчені електронних схем,є ряд програм що розроблені і використовуються для дослідження тільки окремих типів схем.

Приведемо схему потроювача частоти, дослідження якої ми проводили за допомогою схемного редактора Electronics Workbench (рис.6). Із осцилограми, наведеної на рис. 9 можна побачити, що подавши з генератора на вхід помножувача опорну частоту кварца 46,6 МГц, на виході отримали частоту, яка в три рази більша, від вхідної.Таким чином, можна сказати, що розрахунок потроювача частоти і вибір елементів проведено вірно, тобто розрахована схема працює реально, чого й потрібно було домогтися. Отриманий результат приведено на рисунку 9.

Рисунок 9.1 Схема потроювача частоти

Рисунок 9.2 осцилограми вхідного, та вихідного сигналів потроювача частоти

Проведемо моделювання ВКС. Для цього зберемо у Electronics Workbench 5.12Pro її схему і проведемо частотний аналїз, який дасть нам змогу переконатись, що вона забезпечує необхідне придушення вищих гармонік, зокрема найпотужніших 2-ї та 3-ї.

Зібрану схему ВКС показано на рисунку 10. Частотні характеристики ВКС наведені на рисунку 11. Як бачимо ВКС забезпечує необхідний рівень придушення вищих гармонік носійної.

Рисунок 10.1 Принципова схема ВКС.



Рисунок 11 Частотні характеристики ВКС

ЛІТЕРАТУРА

1. В.Я. Канцельсон “Справочник по електровакуумным приборам” М:. - 1969.

2. Е.С. Лавриненко “Справочник по полупроводниковым приборам” К: - 1980.

3. В.В. Шахгильдян “Проектирование РПУ” М.: - 1976.

4. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/ В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Луховкин и др. - М.: Радио и связь, 1990. - 432 с.: ил.

5. Справочная книга радиолюбителя-конструктора/ А.А. Бокуняев, Н.М. Борисов, Р.Г. Варламов и др.: Под ред. Н.И. Чистякова. - М.: Радио и связь, 1990. - 624 с.: ил.

6. Справочник радиолюбителя/ Р.М. Терещук, Р.М. Домбругов, Н.Д. Босый, С.И. Ногин и др. - К.: Техніка 1965.

Размещено на Allbest.ru

...