Радио передатчик с амплитудной Модуляцией мощностью 25 КВт

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра «Радиотехника и телекоммуникации»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: Устройства Генерирования и Формирования Сигналов

Тема: Радио передатчик с Амплитудной Модуляцией мощностью 25 КВт.

Выполнил студент гр. 5091/1                        (подпись)                    

Руководитель, асс.                                                (подпись)                    И .

«_____» июнь 2014г.

Санкт - Петербург

2014

1.Задание

Расчет передатчика :

1) P~=25 КВт

2) модуляция Амплитудная

3) f=50÷15000 Гц

4) КБВ 90 %

5) ŋт=0,85

6) ΔF=10-6 Стабильность частоты

7)Rн=75 Ом несимметричная нагрузка

8) Fраб=4,3 МГц

9) Модуляция Амплитудная

10) Паразитная генерация не более 50 мВт

2. Выбор и обоснование структурной схемы

2.1 Обобщенная структурная схема

Автогенератор вырабатывает ВЧ колебания нужной частоты(500кГц) с выходным напряжение 200мВ , Rвых=50 Ом .

ВЧ усилитель предназначен для усиление по мощности сигнала с автогенератора частотой 500кГц  с уровня 200мВ до 25вольт (50ватт).      Rвых=50 Ом.

ВЧ усилитель ламповый на мощность 1000Вт. Входное сопротивление 50 Ом. Блок предназначен для усиления по мощности с 50ватт до 1000ватт и подачи умощненного сигнала на оконечный каскад.

Оконечный каскад на лампе состоит из трех мини-блоков. Блок предназначен для достижения необходимой мощности радиопередатчика, и «суммирует» вч и нч сигналы.

Модулятор изменяет параметры несущего сигнала в соответствии с параметрами передаваемого сигнала.

Усилитель микрофона  НЧ позволяет усилить слабый сигнал с микрофонного капсюля до полного напряжения раскачки нашего модулятора.

Микрофон  выполнен в виде готового блока – капсюля. Микрофон это - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока, устройство ввода.


2.2  Особенности АМ

В процессе амплитудной модуляции амплитуда U0 несущего колебания u0 (t) = U0 cos(ωt+φ) перестает быть постоянной и изменяется по закону передаваемого сообщения. Амплитуда U(t) несущего колебания может быть связана с передаваемым сообщением соотношением:

U(t) = U0 + kA e(t),  (1.1)

где U0 - амплитуда несущего колебания в отсутствии сообщения (немодулированное колебание); e(t) - функция, зависящая от времени, соответствующая передаваемому сообщению (ее называют модулирующим сигналом); kA - коэффициент пропорциональности, отражающий степень влияния модулирующего сигнала на величину изменения амплитуды результирующего сигнала (модулированного колебания).

Выражение для амплитудно-модулированного сигнала в общем случае имеет вид:

uАМ(t) = [U0 + kA e(t)] cos(ω0t+φ).  (1.2)

Простейший для анализа случай амплитудно-модулированного колебания получается, если в качестве модулирующего сигнала используется гармоническое колебание (такой случай называется тональной модуляцией):

e(t) = E cos(´Ωt+Θ),  (1.3)

где Е - амплитуда, ´Ω - угловая частота; Θ - начальная фаза модулирующего сигнала.

Для упрощения анализа будем полагать начальные фазы колебаний равными нулю, что не повлияет на общность выводов. Тогда для тональной амплитудной модуляции можно записать:

uАМ(t) = [U0 + kA E cos´Ωt] cosω0t = U0 [1+ MA cos´Ωt] cosω0t,  (1.4)

где МA = Е/U0 - коэффициент амплитудной модуляции (иногда говорят - глубина амплитудной модуляции).

Для определения спектра амплитудно-модулированного колебания выполним несложные преобразования выражения (1.4):

uАМ(t) =U0 cosω0t + U0 MA cos´Ωt cosω0t = U0 cosω0t + (U0 MA/2) cos(ω0 - ´Ω)t + (U0 MA/2) cos(ω0 + ´Ω)t.  (1.5)

Из анализа выражения (1.5) следует, что при амплитудной модуляции гармоническим колебанием спектр амплитудно-модулированного сигнала содержит три гармонические составляющие. Гармоническая составляющая с частотой, равной ω0, представляет собой исходную немодулированную несущую с частотой ω0 и амплитудой U0.

Гармонические составляющие с частотами, равными (ω0 - ´Ω) и (ω0 + ´Ω) представляют собой продукт амплитудной модуляции и называются, соответственно, нижней и верхней боковыми составляющими. Амплитуды боковых составляющих одинаковы, равны U0 MA/2 и расположены симметрично относительно несущей частоты ω0 на расстоянии, равном - ´Ω. Таким образом, ширина полосы частот Δω, занимаемая амплитудно-модулированным колебанием при модуляции гармоническим сигналом с частотой ´Ω, равна Δω =2´Ω.

Графики несущего колебания u0(t), модулирующего сигнала е(t) и амплитудно-модулированного сигнала uАМ(t) приведены на рисунке 1.1.

Описание: http://extusur.net/content/2_radiosviaz/2_img/5_1.jpg Рис. 1.1  Тональная амплитудная модуляция: а) несущее колебание и его спектр (б); в) модулирующий сигнал и его спектр (г); д) амплитудно-модулированное колебание и его спектр (е)

При отсутствии модуляции (МA = 0) амплитуды боковых составляющих равны нулю и спектр амплитудно-модулированного сигнала состоит только из несущего колебания с частотой ω0. При коэффициенте амплитудной модуляции МA < 1 амплитуда результирующего колебания изменяется от максимального значения UMAX = U0(1 + MA) до минимального UMIN = U0(1 - MA).

Таким образом, коэффициент МA амплитудной модуляции может быть определен как

МA = (UMAX - UMIN)/(UMAX + UMIN).  (1.6)

При коэффициенте амплитудной модуляции МA >1 возникают искажения, называемые перемодуляцией (рисунок 1.2). Такие искажения могут приводить к потере информации и их стараются не допускать.


3. Расчет оконечного каскада передатчика

Характеристики лампы ГУ-53Аhttp://www.qrz.ru/reference/tubes2/type3/img/gu53gr.gif http://www.qrz.ru/reference/tubes2/type3/img/gu53ch.gif

ГУ-53А

Основные параметры при Uн=14 В, Uа=1,4 кВ, Uc2=1 кВ, Iа=7 А 

Ток накала

245 ± 15 А

Ток анода (при Uс1=0 В)

³ 16 А

Ток 2-й сетки (при Uа=1,1 кВ)

£ 1,3 А

Ток эмиссии катода (при Uа=Uc1=Uc2=400 В)

³ 55 А

Ток 1-й сетки обратный (при Uа=3 кВ, Uс2= 1,5 кВ)

£ 150 мкА

Крутизна характеристики

125 ± 15  мА/В 

Напряжение 1-й сетки, запирающее отрицательное (при Uа=10 кВ, Uc2=1,5 кВ, Iа=0,5 А)

£ 350 В

Коэффициент усиления 1-й сетки относительно 2-й сетки

8,5 ± 1,5

Выходная мощность (на частоте 60 МГц):

  при Uа=12 кВ

³ 80 кВт 

  при Uа=10 кВ

³ 50 кВт 

Междуэлектродные емкости для схемы с общим катодом, пФ:

 сетка - катод

£ 410

  анод - катод

£ 75

  сетка - анод

£ 5

Междуэлектродные емкости для схемы с общей сеткой, пФ:

 сетка - катод

£ 170

  анод - катод

£ 0,9

  сетка - анод

£ 0,9

Долговечность средняя

³ 1000 ч

Предельные эксплуатационные данные

Напряжение накала  

13 - 14,5 В

Напряжение анода

12 кВ

Напряжение 2-й сетки

1,8 кВ

Ток накала пусковой

360  А

Мощность, рассеиваемая анодом

50 кВт

Мощность, рассеиваемая 2-й сеткой

1,8 кВт

Рабочая частота

70 МГц

Температура керамики и спаев керамики с металлом 

150 С

Температура анода ГУ-53Б

250 С

Интервал рабочих температур окружающей среды ГУ-53А

от +5 до +70 С

Eg0= 1 В

D = 0.005

Класс В угол отсечки 900

ʎ0=0.318

ʎ1=0.5

ƀ1=0.5

Расчет мощности в телефонной точке.

1)  = 33 КВт в тел. точке

2)  Выбор лампы

=66 КВт (лампа рассчитывается на 132 КВт)


Расчет анодной цепи

Напряжение в пиковой точке

3)  24 КВ

4)  ==0,99

5)  == 0,96                 

Расчет мощности в мах точке

6)  = 132 КВт

Амплитуда напряжения на контуре

7)  =124 КВ= 24 КВ

Амплитуда первой гармоники

8)  == 11 А

Постоянная составляющая импульса анодного тока

9)  == 6,996 А

10)  == 22 А <=245 А

Сопротивление эквивалентного контура

11)   ==2666,67 Ом

Мощность потребляемая от источника

12)  = 6,996 А  24 КВ=167,904 Вт ≈ 170 КВт

Мощность рассеивания на аноде

13)  =170 КВт – 132 КВт=38 КВт    

Коэффициент полезного действия

14)  0,78

Входное сопротивление каскада

Крас=200

165 Вт

Входное сопротивление каскада

371,3 Ом

Расчет режима минимальной точки

M=0.916

1008В

=371,3 Ом

1052 В

Угол отсечки сеточного тока

0,022

0.866

 

Напряжение смещения в минимальной точке

-561 В

Постоянная составляющая и первая гармоника сеточного тока

Похожие материалы

Информация о работе