Радиопередатчик (108973)

Посмотреть архив целиком

20



радиопередатчик



ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ


Рассчитать радиопередатчик связной с АМ-модуляцией по следующим параметрам:


1.Рабочая частота 2 МГц


2.Выходная мощность 15 Вт


3.Относительная нестабильность

частоты 1.210


4.Источник питания 127 / 220. В




1.Введение.


Радиопередающими называют устройства, предназначенные для выполнения двух основных функций – генерации электромагнитных колебаний высокой частоты или сверхвысокой частоты и их модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Радиопередающие устройства входят в состав радиокомплексов, содержащих, кроме того, антенны, радиоприёмные и различные вспомогательные устройства. При проектировании задают параметры, которым должен удовлетворять радиопередатчик. Основными из них являются выходная мощность на рабочей частоте или в диапазоне частот; относительная нестабильность частоты; вид и параметры модуляции.

2.Структурная схема РП.










В состав Р.П. входят:

  1. Автогенератор с кварцевой стабилизацией.

  2. Предварительный усилитель высокой (радио) частоты.

  3. Усилитель мощности

  4. Амплитудный модулятор.

  5. Антенна.


3. Усилитель мощности.


Усилитель мощности (УМ) – один из основных каскадов РП; он предназначен для усиления мощности высокочастотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых в задающем автогенераторе, путём преобразования энергии постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний. Следовательно, в состав УМ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Эти элементы называют активными элементами (АЭ). В качестве АЭ в РП наиболее часто применяют биполярные и полевые транзисторы, иногда генераторные диоды (лавинно – пролетные, диоды Ганна).

В состав УМ (рис.1) помимо АЭ входят согласующие цепи, а также цепи питания и смещения. На вход усилителя поступают электромагнитные колебания частоты f от предшествующего каскада, называемого возбудителем. Нагрузкой УМ является входное сопротивление последующего каскада либо линии, ведущей к антенне.


Входная согласующая цепь

Цепь смещения

Цепь питания

Выходная согласующая цепь

Рис.1. Структурная схема усилителя мощности.







3.1 Расчёт усилителя мощности на биполярном транзисторе.


Требуется рассчитать режим работы транзистора в схеме с ОЭ с мощностью первой гармоники равной 15 Вт на частоте 2 МГц.


Выберем транзистор КТ903А. Его параметры:

Гн. Ф. Ф.

3.1.1Порядок расчёта режима работы БПТ.



3.1.2 Расчёт принципиальной схемы УМ.


Eп.

R1

C3 L2

L3 C5


Выход

C1 L1

Вход




C2 R2 C4 С6





Схема №1. Принципиальная электрическая схема УМ.





Выходная согласующая цепь:


Входная согласующая цепь:



Таблица №1.


Элемент

Номинал

Ед. измерения

R1

41

Ом.

R2

43

Ом.

C1

0.8

мкФ

C2

25

нФ.

C3

0.8

мкФ.

C4

3

нФ.

C5

0.8

мкФ.

С6

3

нФ.

L1

93

мкГн.

L2

2.7

мкГн.

L3

2

мкГн.


4. Расчёт предварительного усилителя.


Предварительный усилитель выполнен на транзисторе КТ911А. Расчёт режима и принципиальной схемы





Еп



С1 R1 L1



L2




С2 R2








Схема№2. Принципиальная электрическая схема предварительного усилителя.


4.1 Расчёт электрического режима транзистора большой мощности КТ911А. Его параметры:

По формулам п.3.1.1 и п.3.1.2 рассчитаем режим работы и принципиальную схему.

Расчёт цепи согласования L2C3:


Таблица №2


Элемент

Номинал

Ед. Измерения

R1

1.8

кОм.

R2

1.82

кОм.

C1

0.8

мкФ.

C2

0.6

нФ.

L1

67

мкГн.

L2

45

мкГн.



5.Автогенератор.

Автогенератор – это источник электромагнитных колебаний, колебания в котором возбуждаются самопроизвольно без внешнего воздействия. В радиопередатчиках автогенераторы применяются в основном в качестве каскадов, задающих несущую частоту колебаний. В зависимости от типа АЭ различают транзисторные и диодные автогенераторы. Идея создания транзисторного автогенератора основана на том, чтобы обеспечить режим транзистора приблизительно такой же,

как в УМ. При этом на вход транзистора подаются колебания не от внешнего источника, а из собственного резонатора через цепь обратной связи. Главное

свойство резонатора – колебательный характер переходного процесса. Простейший резонатор – это колебательный контур.

Относительная нестабильность частоты автогенераторов, выполняемых на резонаторах в виде -контуров, менее . Однако к современным радиопередатчикам предъявляют более высокие требования по стабильности частоты. Как правило, долговременная относительная нестабильность частоты должна быть не менее чем , что можно обеспечить, применяя кварцевые резонаторы.

5.1 Структурная схема автогенератора с кварцевой стабилизацией.






Согласующая

цепь

Кварцевый

резонатор




к нагрузке




5.2 Расчёт автогенератора с кварцевой стабилизацией.


Rбл Ссв


R1


С2



Сбл1 R2 С1 Rсм Сбл2






Схема№3. Принципиальная электрическая схема кварцевого автогенератора.


Выберем в качестве АЭ транзистор КТ331А. Его параметры:


Расчёт произведём по указанным ниже формулам.










Расчёт кварцевого резонатора.








Элемент

Номинал

Ед. Измерения

R1

4.66

кОм.

R2

1

кОм.

Rсм

873

Ом.

Rбл

4.2

кОм.

С1

0.05

мкФ.

С2

1.1

мкФ.

Ссв

385

пФ.

Сбл1

0.8

мкФ.

Сбл2

900

пФ.








6.Модулятор.

Модулятор – это каскад радиопередатчика, в котором осуществляется модуляция высокочастотных колебаний в соответствии с передаваемым сообщением. Как известно, модуляцией в радиотехнике называют процесс управления одним из параметров высокочастотного колебания

, где - амплитуда, - частота, - начальная фаза,- мгновенная фаза колебания.

Изменяя с помощью управляющего НЧ сигнала амплитуду , получим амплитудную модуляцию.

Структурная схема модулятора изображена на Рис.2. Преобразование спектра, которое происходит при модуляции, возможно в нелинейных системах либо в линейных системах с переменными параметрами. В качестве НЭ используют п/п диоды и транзисторы.






НЭ с цепями смещения и питания

Выходная согласующая цепь

Входная

согласующая цепь несущей частоты






Входная согласующая цепь сигнала







Рис.2. Структурная схема модулятора.


6.1.АМ – модуляция изменением напряжения питания.

Выходной ток АЭ зависит от напряжения на коллекторе, особенно сильна эта связь в перенапряжённом режиме. Поэтому можно осуществлять АМ – модуляцию, изменяя напряжение на коллекторе. В данном случае модулирующий сигнал вводят в цепь питания АЭ и напряжения питания (рис.3.)

напряжение питания в режиме несущих колебаний (напряжение источника питания); амплитуда НЧ колебаний.







Выходная согласующая цепь














Вход ВЧ




Цепь питания



Вход НЧ

Цепь смещения











Рис.3. Функциональная структурная схема АМ – модулятора при модуляции напряжением питания.


    1. Расчёт электрического режима.

Колебательная мощность в максимальном режиме

Где максимальная глубина модуляции , а выходная мощность в режиме молчания

Выбираем транзистор, способный рассеивать мощность того же порядка, например КТ970А, для которого


Еп1



R1 Cбл


Вход НЧ


R2 Еп2


Выход


Вход ВЧ







Схема№4. Принципиальная электрическая схема АМ – модулятора при модуляции напряжением питания.


Расчёт произведём по формулам пункта 3.1.1.




В качестве предварительного УНЧ применим каскад, выполненный на микросхеме К174УН9 с типовой схемой включения (рис.4.).







напряжение

питания


+ 100мк 0.1мк




10мк 1 1000мк

+ 8 16 + Выход

К174УН9

Вход

10


11 220 0.1мк


500мк 4

+



2 1








Выходная мощность ……………….5,5 Вт.

Чувствительность входа……………20 мВ.

Напряжение питания……………..16,5 В.

Потребляемый ток…………………..60 мА.



Список используемой литературы:


  1. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Авторы: Б.Е. Петров, В.А. Романюк

  2. Проектирование радиопередатчиков. Под редакцией В.В. Шахгильдяна

  3. Схемы устройств формирования радиосигналов. Авторы: А.И. Александров, М.П. Кевлишвили

  4. Справочник по транзисторам.

  5. Каталог по транзисторам и интегральным схемам.






Случайные файлы

Файл
19159.rtf
24912-1.rtf
1799.rtf
ref-14646.doc
24991.rtf