"Устройства формирования и генерирования сигналов" "Оконечный каскад однополосного связного передатчика" Екатеринбург 2004 Задание Составить структурную схему однополосного связного передатчика, рассчитать режим оконечной ступени со следующими параметрами: • Диапазон рабочих частот 1,8-3,0 МГц; • Мощность 6,0 Вт; • Антенна провод длиной 20 м; • Подавление внеполосных излучений 40 дБ; • Питание от аккумуляторов устройство 12 В. Рассчитать согласующее устройство оконечной ступени и пояснить назначение всех элементов схемы.
Содержание Введение 4 Расчетная часть 1.1 Выбор и обоснование структурной схемы передатчика 1.2 Выбор транзистора для выходной ступени передатчика 5 2. Расчет режима оконечной ступени 2.1 Расчет коллекторной цепи 2.2 Расчет базовой цепи 1.3 Расчет антенны 1.4 Расчет согласующей цепи оконечной ступени с антенной 1.5 Конструктивный расчет параметров катушек 14 Назначение элементов схемы 19 Заключение 21 Введение Радиопередающее устройство (РПУ) – необходимый элемент любой системы передачи информации по радио – будь то система радиосвязи, навигационная или телеметрическая системы. Параметры радиопередатчиков разнообразны и определяются конкретными техническими требованиями к системе передачи данных.
РПУ представляет собой достаточно сложную систему, в состав которой входит высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источники питания, устройства охлаждения и защиты.
Связные коротковолновые (f=1,5-30 МГц) передатчики работают в режиме однополосной модуляции и используются для звуковой связи.Расчетная часть 1.1 Выбор и обоснование структурной схемы передатчика УНЧ – усилитель низкой частоты; ОМ – однополосный модулятор (в который входит амплитудный модулятор и фильтр, выделяющий одну из боковых); ПЧ – преобразователь частоты однополосно-модулированных колебаний; Ф – фильтр для подавления побочных продуктов при преобразовании частоты; Синт – источник необходимых поднесущих колебаний; СЦ – согласующая цепь. Сигнал с микрофона через предварительный усилитель низкой частоты попадает в однополосный модулятор, где сигнал модулирует некоторую промежуточную частоту (например, f1=128 кГц). Затем однополосный модулированный сигнал подается на преобразователь частоты и переносится на частоту f2, которую можно менять в некотором диапазоне.
Затем однополосно-модулированный сигнал подается на оконечный усилитель и через согласующую цепь на антенну. 1.2 Выбор транзистора для выходной ступени передатчика Мощность в фидере связного КВ передатчика, работающего в диапазоне 1,8-3,0 МГц равна 6,0 Вт. Т.к. между фидерным разъемом коллекторной цепью транзистора стоит цепь связи, на сопротивлениях потерь элементов цепи связи бесполезно теряется часть колебательной мощности, генерируемой транзистором.
В зависимости от схемы цепи согласования, мощности и рабочей частоты передатчика величина КПД цепи связи ЦС = 0,7…0,9. Примем величину ЦС = 0,7. Мощность, на которую следует рассчитывать ГВВ, равна: Р1 = РФ/ЦС = 6 / 0,7 = 8,57 Вт. Справочная величина мощности, отдаваемой транзистором, должна быть не менее 12 Вт. В однополосных связных передатчиках используются биполярные транзисторы коротковолнового диапазона (1,5-30 МГц) с линейными проходными характеристиками. По диапазону частот и по заданной мощности можно выделить следующие транзисторы 2T951Б, 2Т955А, 2Т921А. 2Т951Б, 2Т955А. При одинаковой выходной мощности ГВВ на этих приборах будут иметь разный КПД и коэффициент усиления по мощности.
Из группы транзисторов нужно выбрать тот, который обеспечивает наилучшие электрические характеристики усилителя мощности.
Коэффициент полезного действия каскада связан с величиной сопротивления насыщения транзистора – r НАС. Чем меньше его величина, тем меньше остаточное напряжение в граничном режиме и выше КПД генератора.
Коэффициент усиления по мощности КР зависит от ряда параметров транзистора – коэффициента передачи тока базы О, частоты единичного усиления f T и величины индуктивности эмиттерного вывода LЭ. При прочих равных условиях КР будет тем больше, чем выше значение О, f T и меньше LЭ. Из приведенных транзисторов минимальный rНАС у транзистора 2Т951Б.