Пример построения структурной схемы радиопередатчика

Исходные данные: составить структурную схему радиопередающего уст­ройства (РПдУ), имеющего выходную мощность на частоте f = 50 МГц. Модуляций амплитудная (m = 1), Допустимая нестабильность часто­ты . Напряжение питания = 12 В.

6.2.2.1 Выбор активных элементов для амплитудного модулятора.

AM производится либо в оконечном каскаде, либо одновременно в око­нечном и предоконечном каскадах. Последний случай принадлежит к комбини­рованной модуляции, что является разновидностью AM. Для проектируемого РПдУ выбираем комбинированную модуляцию. При AM выбор оконечного транзистора определяется режимом максимальной мощности:

Такая мощность на частоте 50 МГц может быть получена на трех транзи­сторах тина КТ903А, Колебательная мощность в коллекторной цепи транзисто­ра выходного каскада строго говоря, отличается от мощности отдаваемой в нагрузку из-за потерь в цепи согласования.

,

где - КПД цепи согласования.

Обычно в транзисторных передатчиках вплоть до волн дециметрового диапазона всегда можно получить величину , мало отличающуюся от 1. По­этому принимаем

.

Как правило, изготовители транзисторов указывают некоторые типовые экспериментальные данные. Воспользуемся ими. Тогда при f ' = 50 МГц, = 3.

Ориентировочно для возбуждения транзисторов оконечного каскада не­обходима мощность

.

Входная мощность для оконечного каскада будет являться выходной мощностью предоконечного каскада , т.е. .

Необходимо определить постоянное напряжение на коллекторе в режиме максимальной мощности , которое складывается из напряжений, полу­ченных от модулятора и источника питания

Выбор типа транзистора предоконечного каскада определяется не толь­ко необходимой величиной мощности , но и величиной этого транзистора и напряжением питания его коллекторной цепи. Удобно, чтобы предоконечиый каскад мог питаться от того же источника с напряжением Е_П, что и оконечный каскад. В отличие от контура оконечного каскада здесь при достаточно высоких коэффициентах усиления транзистора по мощности неце­лесообразно предъявлять требование высокого значения КПД контура . Предоконечный транзистор должен обладать мощностью:

Причем = 0,7; тогда

= 10/0,7 = 14 Вт.

Такую мощность при высоком можно получить от двух транзисторов КТ904.

На рабочей частоте 50 МГц предоконечиого каскада:

Мощность на входе транзисторов КТ 904 равна

Коллекторное питание этих транзисторов можно осуществлять через об­мотку трансформатора. При этом модулируется одновременно оконечный и предоконечный каскады, что обусловливает малые нелинейные искажения.

6.2.2.2 Выбор АЭ для автогенератора и промежуточных каскадов 2, 3, 4.

Дальнейшее построение структурной схемы производим следующим об­разом.

Обратимся к выбору транзистора для автогенератора. Поскольку допус­тимая нестабильностью ,то это обстоятельство определяет необходимость иметь в возбудителе кварцевую стабилизацию. Кроме того, АГ должен быть маломощным и работать на относительно низкой частоте. В зависимости от частоты АГ и его выходной мощности определяется число промежуточных кас­кадов. Если использовать в схеме передатчика два утроителя, то частота возбу­дителя будет равна

Для автогенератора следует выбрать высокочастотный маломощный транзистор, имеющий , т.е. транзисторы типа КТ 334, КТ 324 и др. Выбираем транзистор для АГ КТЗЗЗ с допустимой мощностью рассеяния 0,015 Вт и f = 2 50 МГц.

Положим, что выходная мощность нашего АГ должна быть равной 0,002 Вт. Тогда между возбудителем и предоконечным каскадом можно поставить три каскада: два маломощных утроителя и один относительно мощный усилитель­ный каскад. Таким образом, ориентировочно структурная схема передатчика будет иметь вид:

Рисунок 5. Структурная схема передатчика

Возбуждать транзисторы предоконечного каскада можно от усилителя, который должен обеспечить мощность:

.

Такую мощность на частоте 50 МГц можно получить с помощью транзи­стора КТ 602. Этот транзистор на частоте 50 МГц имеет высокое усиление па мощности:

На возбуждение каскада требуется мощность

Теперь перейдём к выбору транзисторов для умножителей. Для большин­ства схем, работающих, в умножительном режиме, можно считать, что при частоте возбуждения выходная мощность и коэффициент усиления по мощности транзистора падают в N раз:

В режиме умножения КПД коллекторного контура должен быть обяза­тельно невысоким, т.к. в противном случае из-за низкой нагруженной доброт­ности контура будут плохо отфильтровываться соседние гармоники.

При построений структурной схемы важным с точки зрения унификации является применение по возможности однотипных транзисторов. Если принять, то транзистор умножителя должен обеспечить мощность

В качестве активного элемента в утроителе можно использовать транзи­стор КТ 602:

На возбуждение третьего каскада (второго умножителя) требуется мощ­ность

Примем Транзистор первого ум ножетел я должен вырабаты­вать мощность

Рассмотрим возможность использования в качестве активного элемента транзистор КТ 331. Как известно, транзистор следует выбирать такой, у которо­го допустимая мощность рассеивания того же порядка, что и колебательная - . У транзистора КТ 331

Если применить формулу

и принять = 0,5, что справедливо для большинства полупроводниковых при­боров ( 0,5... 0,7), то

следовательно, в усилительном режиме транзистор обеспечит

Поскольку в умножителе и уменьшаются в N раз, то

Таким образом, в результате расчета, структурная схема радиопередатчика ориентировочно будет иметь следующий вид указанный на рисунке 6.

Рисунок 6. Структурная схема радиопередатчика

Первый умножитель и автогенератор требуют пониженного питания, ко­торое обеспечивается путем включения гасящего резистора. Стабилитрон по­вышает стабильность напряжения в АГ.

Литература:

1. Авиационная радиолокация. / под ред. А.А. Сосновского. - М.: «Транспорт», 1990

2. Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - Мн.: Высшая школа, 2000

3. Богданович, Б.М. Радиоприёмные устройства / М.И.Окулич. - Мн.: Высшая школа, 2001

4. Борисов, В.А. Радиотехнические системы передачи информации./ В.В.Калмыков и др. - М.: Радио и связь, 1990

5. Бригидин А.М. Радиопередающие устройства: учебно-метод. Пособие. - Мн.: БГУИР, 2006. – 104с.

6. Головин, О.В. Радиоприёмные устройства. – Мн.: Горячая линия - Телеком, 2004

7. Давыдов, П.С. Авиационная радиолокация. / А.А.Сосновский, И.А.Хаймович. - М.: «Транспорт», 1984

8. Информационные технологии в радиотехнических системах. / под ред. И.Б.Федорова. - Изд. МГТУ имени Н.Э.Баумэна, 2003.

9. Криницин, В.В. Формирование и передача сигналов в авиационных устройствах. / А.В.Логвин. - М.: «Транспорт», 1998

10. Олянюк, П.В. Радионавигационные устройства и системы гражданской авиации. / Г.П.Астафьев, В.В.Грачёв. - М.: «Транспорт», 1990

11. Онищук, А.Г. Радиоприёмные устройства. / И.И.Забеньков, А.М.Абелин. - Мн.: ООО Новое знание, 2006

12. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. / под ред. Г.М. Уткина. - М.: Современное радио, 1979

13. Радиолокационное оборудование автоматизированных систем управления воздушным движением. / под ред. А.А.Кузнецова. - М.: «Транспорт», 1995

14. Радиоприёмные устройства. / под ред. А.П.Жуковского. - Мн.: Высшая школа, 1989

15. Радиотехнические системы. / под ред. Ю.М. Казаринова. - Мн.: Высшая школа, 1991

16. Рыжков, А.В. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. / В.Н.Попов. - М.: Радио и связь, 1991

17. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. / под ред. В.И. Дмитриева и В.С. Шебшлевича. - М.: «Транспорт», 1990

18. Фещенко, Т.И. Оформление курсовых и дипломных проектов: метод. указания / Н.И. Василевская, О.Н.Образцова, Ю.С. Сычева. - Мн.: МГВРК, 2006

19. Шахгильдян, В.Б. Проектирование радиопередатчиков. - М.: Радио и связь. 2003

20. Шахгильдян, В.Б. Радиопередающие устройства. - М.: Радио и связь. 2003

Введение.................................................................................... 5

1. Тематика курсового проектирования................................ 7

2. Задание по курсовому проектированию.......................... 7

3. Объем и содержание курсового проекта......................... 8

3.1 Содержание пояснительной записки......................... 9

3.2. Графическая часть и презентационный материал....... 10

4. Последовательность выполнения курсового проекта.... 11

5. Защита курсового проекта................................................. 11

6. Методические указания по выполнению расчетной части курсового проекта 13

6.1 Методика предварительного расчета высокочастотной части радиоприемного устройства. 13

6.1.1 Проверка необходимости введения каскаде УРЧ..... 14

6.1.2 0пределе me числа поддиапазонов и выбор схемы входной цепи 16

6.1.3. Выбор схемы детектора и типа диода...................... 18

6.1.4. Определение необходимого коэффициента усиления от входа приёмника до детектора 19

6.1.5. Определение числа каскадов................................... 21

6.1.6. Выбор схемы преобразователя частоты и УПЧ......... 22

6.1.7. Распределение частотных и нелинейных искажений по каскадам приёмника 25

6.1.8 Расчет автоматической регулировки усиления (АРУ) 27

6.1.9. Выбор типа усилительных элементов для расчета низкочастотной части радиоприемника 28

6.1.10. Предварительный расчёт оконечного каскада на транзисторах 29

6.1.11. Определение усиления предварительного усилителя и числа предварительных каскадов 31

6.2 Пример предварительного расчета и построения схемы электрической структурной радиопередающего устройства............................................................................. 33

6.2.1. Общие сведения....................................................... 33

6.2.2. Пример построения структурной схемы радиопередатчика 35

Литература:............................................................................... 42

Дата добавления: 2014-11-26