Электрический расчёт автогенератора проводится с использованием ЭВМ. Основным программным обеспечением для математических расчётов являлся пакет математического моделирования Mathcad 15. Также по данным расчёта было проведено моделирование данного генератора в программе ElectronicWorkbench.
Так как генератор рассчитывается для применения в качестве генератора промежуточной частоты в модуляторе, то следует обратить внимание на условия выбора его частоты.
Обязательным условием успешной реализации УМ на несущей частоте является [3]:
F гр,max<< F н<< F раб (8)
где F гр,max— высшая модулирующая частота группового тракта, Fн — унифицированная несущая частота,Fраб— рабочая частота передатчика. Только при условии F гр,max<< F н может быть получена глубокая и линейная ФМ, а при условии F н<< F рабобеспечивается требуемая стабильность частоты.
На практике применяются три значения F н: 35,70, 140 МГц. Частота 35 МГц применяется при рабочих частотах F раб< 1 ГГц и небольшом числе каналов; F н = 70 МГц — при Fраб>> 1 ГГц и числе каналов до 1800; в новых системах с числом каналов больше 1800 и при высоких несущих частотах (Fраб> 5 ГГц) более целесообразна Fн = 140 МГц.Так как Fраб= 1.7ГГц и число каналов 360, то выбрана частота F н = 70 МГц.
В качестве расчётной, выбрана схема кварцевого автогенератора с резонатором между коллектором и базой[22].
Принципиальная схема кварцевого автогенератора представлена на рисунке 3.
В качестве активного элемента для данной схемы выбран транзистор КТ324А, параметры которого представлены в таблице 1.
Таблица 1– Основные параметры транзистора КТ324А
| Структура | Макс.напр. к-б, В | Макс. напр. к-э, В | Макс. доп. ток к-ра, А | h21э | ft, МГц | Расс. мощность |
| n-p-n | 0.02 | 0,015 |
Методика расчёта взята из [6],подробный расчёт представлен в приложении Б.
На основании расчёта изложенном в приложении Б, было проведено моделирование.
Модель представлена на рисунке 4.
Для подтверждения правильности расчётов на рисунке 5 представлена осциллограмма сигнала на выходе генератора.
Как видно по рисунку 5, с выхода генератора идёт гармоническое колебание с периодом 14 нс, что соответствует частоте 70МГц.
4 Электрический расчёт модулятора
Модулятор 8ОФМ выполнен на микросхемах стандартной ТТЛ логики, по всем цифровым входам напряжение логической единицы равно 5В, максимальный нагрузочный ток 10мА.
Функциональная схема модулятора показана на рисунке 6.
Цифровые сигналы с выходов АЦП абонентов поступают на информационные входы формирователя три-бита, регистр сдвига задерживает сигнал «а» на три такта, а сигнал «б» на шесть. В сумматоре реализуется относительность манипуляции, то есть с выхода сумматора поступает сигнал, сформированный относительно предыдущих состояний на его входе. Далее коммутатор, в зависимости от цифрового сигнала на управляющем входе, подключает на выход аналоговый сигнал с определённым значением фазы, после чего сигнал фильтруется полосовым фильтром(ПФ) и передаётся на вход ПУ(рисунок 1). Для реализации формирователя три-бита использованы отечественные мультиплексоры К155КП1. В качестве аналогового коммутатора взята микросхема КР590КН1, а для реализации счётчиков использованы микросхемы LS174, производства компании TexasInstruments. Характеристики выбранных микросхем представлены в приложении В.
Схема данного модулятора была промоделирована в программе ElectronicWorkbench, модель изображена на рисунке 7, осциллограмма на рисунке 8.
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта был разработан передатчик с восьмиканальной относительной фазовой манипуляцией на промежуточной частоте 70МГц. Рабочая частота передатчика составляет 1700МГц. Были приобретены навыки расчёта высокочастотных цепей. Также был проведён конструктивный расчёт микрополосковой линии согласующей передатчик с фидером, имеющим сопротивление 50 Ом. Были рассчитаны электрические параметры генератора промежуточной частоты и модулятора 8ОФМ. Передатчик соответствует требованиям технического задания и обеспечивает нестабильность частоты 10-6.
Все расчёты были подтверждены моделированием в программе ElectronicWorkbench.
Список использованной литературы
1.Проектирование радиопередатчиков: учеб. пособие/ В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин -М.: Радио и связь, 2000 - 656 с.
2.Гребенников А.В., Никифоров В.В., Рыжиков А.Б. Мощные транзисторные усилительные модули для УКВ ЧМ и ТВ вещания // Электросвязь. - 1996. - № 3. - С. 28-31.
3. Принципы проектирования транзисторных радиопередающих устройств: Учебн. пособие / М.И. Бочаров; Политехи, ин-т. Воронеж, 1993.-109с.
4.Проектирование радиопередатчиков: Учебн. пособие для вузов/ В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна.- 4-е изд.; перераб. и доп. М.: Радио и связь, 2000.-656с.: ил.
5.Проектирование радиопередающих устройств: Учебн. пособие для вузов/ В.В. Шахгильдян, В.А. Власов, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна.- 3-е изд.; перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1993.-512с.
6.Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учебн. пособие для вузов/ Г.М. Уткин, М.В. Благовещенский, В.П. Жуховицкая и др.; Под ред. Г.М. Уткина.- М.: Сов. Радио, 1979.-320 е., ил.
7.Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ: Учеб. Пособие для вузов / О.В. Алексеев, А.А. Головков, А.Я. Дмитриев и др.; Под ред.О.В.Алексеева.-М.: Радио и связь, 1987.-392 с.
8.Вамберский М.В. и др. - Передающие устройства СВЧ: Учеб. Пособие для радиотехн. спец. вузов / Вамберский М.В., Казанцев В.И., Шелухин С.А./под ред. Вамберского М.В. - М.: Высш. шк., 1984. - 448с., ил.
9.A.M. Заездный, Ю.Б. Окунев, JI.M. Рахович - Фазоразностная модуляция и её применение для передачи дискретной информации. - М.: Связь, 1967.-303 с.
10.Частотно-модулированные синтезаторы частот для систем подвижной радиосвязи: Учеб.пособие / П.А. Попов, И.П. Усачёв: Воронеж, политехи, ин-т. Воронеж, 1991, 89 с.
11.Альтшуллер Г.Б., Елфимов Н.Н., Шакулин В.Г. - Кварцевые резонаторы: Справ, пособие. М.: Радио и связь, 1984 - 232 е., ил.
12.Полупроводниковые приборы. Сверхвысокочастотные диоды. Справочник/ под.ред. А.Б. Наливайко - Томск, МГП «РАСКО», 1992 - 223 е.: ил.
13.Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.; Под ред. А.В. Голомёдова.- М.: Радио и связь, 1989.- 640 с.
14.Дж.Варне - Электронное конструирование. Методы борьбы с помехами: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990 - 238 е., ил.
15.Малевич И.Ю. Проектирование высоколинейных усилительных трактов с параллельной структурой // Радиотехника. - 1997. - № 3. - С. 20 - 25.
16.Прищепов Г.Ф. Каскады с «удлиненным» транзистором // Сб. «Полупроводниковая электроника в технике связи» / Под ред. И.Ф. Николаевского. - М.: Радио и связь, 1990. - Вып. 28. - С. 50-54.
17.Рэд Э. Справочное пособие по высокочастотнойсхемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. - 256 с.
18.Якушевич Г.Н., Мозгалев И.А. Широкополосный каскад со сложением выходных токов транзисторов // Сб. «Радиоэлектронные устройства СВЧ» / Под ред. А.А. Кузьмина. - Томск: изд-во Том.ун-та, 1992. - С. 118-127.
19.Извольский А.А., Козырев В.Б. Высокоэффективный ВЧ тракт транзисторных передатчиков // Сб. «Полупроводниковая электроника в технике связи» / Под ред. И.Ф. Николаевского. - М.: Радио и связь, 1990. - Вып. 28. - С. 112 - 118.
20.Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ / Под ред. О.В. Алексеева. - М.: Радио и связь, 1987. - 392 с.
21.Проектирование радиопередатчиков / В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Радио и связь, 2000. - 656 с.
22.ШумилинМ.С., Козырев В.Б., Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. - М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.
23.Расчёт кварцевых генераторов / Грановская Р.А., Постников Е.М. и др. - М.: Типография ИТАР-ТАСС, 1997.