Расчет и конструирование радиопередатчика

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ. 2

1 введение. 4

2 Выбор структурной схемы передатчика 5

3 Расчет оконечного каскада 8

3.1 Энергетический расчёт коллекторной цепи. 8

3.2 Расчет выходной колебательной системы 16

3.4 Конструкторский расчет элементов ВКС 20

3.5 Уточнение элементной базы. Коррекция выходного усилителя мощности 23

4 Предоконечный усилитель мощн

ости сигнала 25

5 Расчет умножителя частоты 28

6 Расчет модулируемого каскада 37

заключение. 48

список использованной литературы 49

1 введение

Стремительный темп развития радиопередающих устройств диктует новые правила в области передачи сигнала на расстояния, а кроме того требует все более высоких качеств, предъявляемых к радиоаппаратуре, предназначенной для радиовещания.

В настоящее время для радиовещания используют ультракоротковолновый (УКВ) диапазон. Несмотря на потери при вещании в данном диапазоне и недостатки использования УКВ волн, к которым, в первую очередь, можно отнести возможность работы в зоне прямого видения, УКВ радиопередатчики получили довольно широкое применение. В данном проекте рассматривается именно радиопередатчик УКВ диапазона.

Частотная модуляция (ЧМ) заключается в принципе воздействия на частоту задающего генератора процессом, протекание которого повторяет вид передаваемого сообщения. Вследствие этого воздействия частота передаваемого радиосигнала изменяется по времени в соответствии с передаваемым сообщением. Физика получения ЧМ - колебаний в рамках данного проекта не рассматривается в виду громоздкости самого процесса.

Остается отметить (как следует из выше сказанного), что радиопередающие устройства предназначены для генерации электромагнитных колебаний высокой и сверхвысокой частоты и их модуляции в соответствии с передаваемым сообщением.

2 Выбор структурной схемы передатчика

Проектирование передатчика необходимо начинать с составления структурной схемы, которая в процессе проектирования уточняется, но на начальном этапе она в полной мере должна отражать все выполняемые радиопередатчиком функции.

Поскольку в радиопередатчике генерируются высокочастотные колебания, то в структурной схеме, безусловно, должен присутствовать автогенератор, который является источником высокочастотных колебаний. По ТЗ поставлена задача спроектировать передатчик с самостоятельным выбором типа стабилизацией частоты. Целесообразно применить кварцевую стабилизацию – она обеспечивает высокую стабильность частоты. Как правило, частоту кварцевого резонатора не рекомендуется выбирать выше 10 МГц (в крайнем случае, до 15 МГц), поскольку с ростом частоты повышается относительная нестабильность частоты. Но в нашем случае задан передатчик с рабочей частотой 68 МГц, поэтому полученные в автогенераторе колебания необходимо увеличить по частоте до необходимого значения, что в радиопередатчике осуществляется умножителем частоты. Коэффициент умножения находится по формуле:

(2.1)

Принимая n=5 определим точное значение частоты автогенератора:

(2.2)

Кроме того, мощность автогенератора не превышает десятков милливатт и для того, чтобы добиться необходимой мощности в антенне, необходимо усилить полученные высокочастотные колебания до заданного уровня. В этих целях используется усилитель мощности.

Для отсутствия потерь в тракте высокой частоты, т.е. для согласования отдельных блоков устройства, используют согласующие цепи, основной функцией которых заключается в трансформации сопротивлений сходящихся в одной точке соединения различных блоков. В функции согласующих цепей входит также и селекция, т.е. фильтрация колебаний являющихся побочным продуктом формирования полезного радиосигнала.

Осуществление ЧМ колебаний может вестись двумя способами: прямым и косвенным методами получения ЧМ колебаний. Более простым является первый метод, поэтому в данном проекте строится передатчик именно по этому принципу. Суть его заключается в прямом воздействии на задающий автогенератор с целью изменения его частоты.

Как видим из сказанного выше, в структурную схему радиопередатчика ЧМ колебаний входят следующие блоки: модулятор, воздействующий на автогенератор с целью изменения частоты генерации последнего; непосредственно автогенератор, генерирующий автоколебания заданной частоты; умножитель частоты, повышающий частоту колебаний, подаваемых с автогенератора; усилитель мощности; согласующие цепи. В качестве последних будем использовать колебательные системы, которые могут отвечать поставленным выше требованиям.

Согласно проведенным рассуждениям на рисунке 2.1 представлена структурная схема радиопередатчика ЧМ колебаний.

Рисунок 2.1- Структурная схема радиопередатчика ЧМ колебаний

Далее произведем расчет блоков структурной схемы радиопередатчика ЧМ колебаний представленных на рисунке 2.1. Расчет будем производить с конца схемы, т.е. от антенной цепи. В процессе данного расчета будет вводиться коррекция структурной схемы, необходимая для обеспечения заданных параметров. В основном коррекция будет заключаться в уточнении количества каскадов в том, или ином блоке радиопередатчика.

3 Расчет оконечного каскада

3.1 Энергетический расчёт коллекторной цепи

Основными данными к расчету резонансного усилителя мощности являются частота колебаний в режиме молчания (отсутствие передаваемого сообщения) и мощность на выходе усилителя в данном режиме. В нашем случае частота в режиме молчания равна 68 МГц. Заданная же по ТЗ мощность должна быть обеспечена на выходе передатчика, т.е. в антенне, и, поэтому, она не учитывает потерь в тракте, соединяющим выходной каскад (усилитель мощности) с антенной передатчика. В данный тракт входят, как правило, выходная колебательная система (более подробно чуть ниже) и фидер. Каждая из составляющих тракта вносит потери, определяемые ее коэффициентом полезного действия. Зачастую КПД колебательной системы лежит в пределах hк≈0.8, а КПД фидера в пределах hф≈0.9. Поэтому мощность на выходе усилителя определяется следующим образом:

Для дальнейшего расчета необходимо выбрать транзистор, параметры которого отвечали бы требованиям по частоте и выдерживали мощность, развиваемую усилителем. Выберем для оконечного каскада из 1 транзистор КТ950А. Его параметры:

 Скачать реферат