Курсовая работа: Оконечный каскад однополосного связного передатчика

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Уральский Государственный Технический Университет
"Устройства формирования и генерирования сигналов"
"Оконечный каскад однополосного связного передатчика"
Составить структурную схему однополосного связного передатчика, рассчитать режим оконечной ступени со следующими параметрами:
· Диапазон рабочих частот 1,8-3,0 МГц;
· Подавление внеполосных излучений 40 дБ;
· Питание от аккумуляторов устройство 12 В.
Рассчитать согласующее устройство оконечной ступени и пояснить назначение всех элементов схемы.
1.1 Выбор и обоснование структурной схемы передатчика. 5
1.2 Выбор транзистора для выходной ступени передатчика. 5
2. Расчет режима оконечной ступени. 8
1.4 Расчет согласующей цепи оконечной ступени с антенной. 13
1.5 Конструктивный расчет параметров катушек. 14
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.
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;
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.
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 h ЦС
= 0,7…0,9. Примем величину h ЦС
= 0,7. Мощность, на которую следует рассчитывать ГВВ, равна: Р 1
= Р Ф
/h 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 К Р
зависит от ряда параметров транзистора – коэффициента передачи тока базы b О
, частоты единичного усиления
f T
и величины индуктивности эмиттерного вывода L Э.
При прочих равных условиях К Р
будет тем больше, чем выше значение b О,
f T
и меньше L Э
.
Из приведенных транзисторов минимальный r НАС
у транзистора 2Т951Б.
Диапазон рабочих частот – 1.5..30МГц;
Определим коэффициент использования выходного напряжения (U вых
).
Возьмем угол отсечки (q) равным 90 0
, что обеспечит лучшую линейность амплитудных характеристик усилителя, тогда a 1
(q) = 0,5; при Е к
=12В, ξ гр
получается комплексным, чтобы этого избежать увеличим Е к
.
При Е к
=28В ξ гр
получается равным 0,881, что обеспечивает приемлемый КПД.
Определим амплитуду напряжения между коллектором и эмиттером в граничном режиме:
Найдем первую гармонику тока коллектора:
Определим постоянную составляющую коллекторного тока:
Определим подводимую мощность P 0
.
P 0
= 28·0,443 » 12,417 Вт < P доп
= 1/2U кэдоп
·I к0доп
= 0,5*36В*8А = 144 Вт.
Определим мощность, рассеиваемую в виде тепла:
Определим коэффициент полезного действия (h).
Определим сопротивление коллектора (R к
)
c = 1 + 0,5·2·3,14·100·10 6
·65·10 -12
·35,484 » 2,15
Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов:
Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе, для того чтобы U бэ мах
было меньше с U бэ доп
R д
(сопротивление резистора, включенного по РЧ между базой и эмиттером) должно быть 8 Ом, но R д
>>r β
=0.034 Ом:
Напряжение смещения на эмиттерном переходе:
Для того чтобы не вводить отдельный источник питания для подачи отрицательного смещения, можно использовать схему с автосмещением. Если взять напряжение смещения по постоянному току 0,7В, то R см
=2,8 Ом; С см
=8,8 мкФ (X C
см
на частоте 1,8 МГц должно быть много меньше R см
). U ост
=28В‑24,664В=3,336В => R 3
=(U ост
/I к0
) – R см
=4,73 Ом.
R кэ
вычисляем зная I б0
, E п
и R д
. (Е п
-Е б
)/R кэ
=I б0
+Е б
/R д
R кэ
=R д
(Е п
-Е б
)/(I б0
R д
+Е б
)= =268,966 Ом.
L вхОЭ
= 3,8·10 -9
+ 3,8·10 -9
/2,15+5·10 -9
» 10,567 нГн;
Входное сопротивление транзистора (Z вх
= r вх
+ jX вх
):
Коэффициент усиления по мощности транзистора:
k p
= P 1
/P вх
; k p
1
= 8,57/0,832=10,306; k p
2
= 8,57/0,924=9,276.
λ 1
=с/f 1
=3·10 8
м/с / 1,8·10 6
с -1
=166,67 м.
λ 2
=с/f 2
=3·10 8
м/с / 3·10 6
с -1
=100 м.
1. Из конструктивных соображений выберем для антенны провод сечением 2 мм 2
, соответственно радиус провода – 0,798 мм.
2. Длина антенны значительно меньше длины рабочей волны , тогда волновое сопротивление антенны рассчитываем по формуле:
Согласующая цепь должна включать в себя:
· фильтр нижних частот, обеспечивающий затухание 40 дБ на частоте равной 2∙f н
, и 0дБ на частоте f в
, тогда будет обеспечено заданное подавление внеполосных излучений на всем рабочем диапазоне. Входное и выходное сопротивления равны R к
=35,48 Ом.
· перестраиваемый трансформатор сопротивлений, обеспечивающий преобразование выходного сопротивления оконечного усилительного каскада к активному сопротивлению антенны.
· перестраиваемое устройство, компенсирующее реактивную составляющую входного сопротивления антенны.
Фильтр нижних частот, удовлетворяющий выше указанным условиям, выбираем при помощи программы RFSim и трансформатор сопротивлений.
Т.к. реактивная составляющая входного сопротивления антенны меньше нуля, то антенну можно представить в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора. Для компенсации реактивной составляющей входного сопротивления антенны, последовательно с антенной необходимо поставить катушку индуктивности такого же сопротивления (L=X c
/2πf). Соответственно, эта катушка должна быть перестраиваемой в пределах от 292/(2∙3,14∙1,8∙10 6
)=2,58∙10 -5
Гн до 89/(2∙3,14∙3∙10 6
)=4,72∙10 -6
Гн.
1.
Задаются отношением длины намотки катушки l к ее диаметру D (для катушек диаметром до 50 мм обычно берут l/D=0.5…0.8, а для больших катушек мощных каскадов l/D=1…2).
2.
Диаметр провода катушки выбираем исходя из соображений ее допустимого нагрева:
ΔT – разность температур провода и окружающей среды, [К] (для катушек ГВВ принимают ΔT=40…50 К);
3.
Выбирается шаг намотки (теоретические исследования и практика проектирования рекомендуют g=(1.3…1.5) d).
где L расч
– расчетное значение индуктивности, [Гн];
F (l/D) – коэффициент формы катушки
Ток протекающий в катушке индуктивности L бл1
это ток I б0
=0,014А, ток протекающий в катушке индуктивности L бл2
это ток I к0
=0,443А, ток протекающий в катушках индуктивности фильтра, трансформатора сопротивлений и компенсирующей катушки будет не больше .
Соответственно, диаметры проводов катушек будут: 7,42 мкм; 0,235 мм 0,26 мм.
Катушка L бл1
=5 мГн; d=0,01 мм; I б0
=0,014А;
Катушка L бл2
=5 мГн; d=0,25 мм; I к0
=0,443А;
Катушка L 1
=0,491 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Катушка L 2
=2,29 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Катушка L 3
=3,48 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Катушка L 4
=3,73 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Катушка L 5
=2,99 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Катушка L 6
=1,44 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Трансформатор сопротивления(минимальное).
Катушка L тр
=0,935 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
Компенсирующая катушка индуктивности.
Катушка L 6
=4,72 мкГн; d=0,3 мм; I б0
=0,491А;
L бл1,
L дл2
– фильтрует ВЧ составляющую в цепи питания, 2πfL дл2
, 2πfL дл1
>>R кэ
,
L 1
-L 6,
С 1
-С 6
– фильтр нижних частот;
L тр
, С тр
–трансформатор сопротивлений;
L ком
– компенсирующая катушка индуктивности;
С р1
, С р2
– развязывают каскады по постоянному току, 1/(2πfC бл1
)<Курсовая работа: Оконечный каскад однополосного связного передатчика
Курсовая работа: Анализ ценообразования на рынке земли Подмосковья
Дипломная работа: Сравнительный анализ и оценка эксплутационных характеристик различных терминальных устройств информации в вычислительных системах. Скачать бесплатно и без регистрации
Классификация Мяса Реферат
Эссе На Тему Образ Учителя
Оригинальность Докторской Диссертации
Дипломная работа по теме Менеджмент персонала в современном гостиничном предприятии
Реферат На Тему Губкообразная Энцефалопатия Крупного Рогатого Скота
Написать Сочинение На Тему Явление Природы
Реферат по теме Не просто говорить о Шукшине
Как Написать Сочинение Образ Героя
Контрольная работа: Социальная мобильность и политический процесс
Практическая Работа Политико Географическое Положение Страны
Курсовая работа по теме Технико-экономическое обоснование создания цеха по производству бутадиона
Идеальный Эссе По Обществознанию
Структура Курсовой Работы И Вкр
Контрольная работа по теме Безопасность жизнедеятельности на железнодорожном транспорте
Реферат: Лечение острого послеродового эндометрита коров. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Фильтр низкой частоты
Реферат: Проектирование кормовых рационов с учётом современных требований к питанию животных и организац
Реферат На Тему Внутренняя Энергия И Энтальпия
Реферат: Воспоминания Авзония и Аполлинария Сидония о преподавателях высших школ Галлии IV - V вв.
Курсовая работа: Экскурсионный маршрут на экологической тропе
Реферат: Прогнозирование цены компьютера Pentium 166 на 19 декабря 1997 г