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. 5
1.1 Выбор и обоснование структурной схемы передатчика. 5
1.2 Выбор транзистора для выходной ступени передатчика. 5
2. Расчет режима оконечной ступени. 8
2.1 Расчет коллекторной цепи. 8
2.2 Расчет базовой цепи. 10
1.3 Расчет антенны.. 13
1.4 Расчет согласующей цепи оконечной ступени с антенной. 13
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
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.
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 hЦС = 0,7…0,9. Примем величину hЦС = 0,7. Мощность, на которую следует рассчитывать ГВВ, равна: Р1 = РФ/hЦС = 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 bО, частоты единичного усиления
f T и величины индуктивности эмиттерного вывода LЭ. При прочих равных условиях КР будет тем больше, чем выше значение bО, f T и меньше LЭ.
Из приведенных транзисторов минимальный rНАС у транзистора 2Т951Б.
rНАС=2,4 Ом;
rэ=0 Ом;
rб=3 Ом;
β0=32;
fт=194 МГц;
Ск=65 пФ;
Сэ=600 пФ;
Lэ=3,8 нГн;
Uкэ.доп=60 В;
Uбэ.доп=4 В;
Iк0=3 А;
Eотс=0,7В;
Диапазон рабочих частот – 1.5..30МГц;
PН=20 Вт;
Режим работы – линейный, <-30дБ.