Проектирование радиопередающего устройства ТЛФ (300-3400 Гц), страница 2

Составление блок-схемы передатчика

При составлении блок-схемы решаются следующие вопросы: определяется число каскадов передатчика, мощность каждого каскада, режим работы каскада, количество и тип транзисторов и схемы их включения.

Составление блок-схемы передатчика начинается с выходного каскада. При ЧМ выходной каскад работает в режиме усиления модулированных колебаний и его мощность, а также мощность транзисторов:

,

где η_ак и η_пк – КПД антенного и промежуточного контуров (η_ак= η_пк= 0,6÷0,75).

            Сравним мощность  Pстреб  с номинальной мощностью транзистора цепи коллектора Pс; на основании расчетов Pстреб  был выбран транзистор КТ904А (Pс=10 Вт, n-p-n). Проверим возможность применения его на предельной частоте f_h21B:

F_h21B ≥ (4÷10)*fmax,

где fmax – верхняя частота рабочего диапазона передатчика  fmax = 3400 Гц.

850 МГц ≥ 10*3400 Гц; 850 МГц ≥ 0,034 МГц.

Определим мощность предоконечного каскада:

где Кр – коэффициент усиления по мощности выходного каскада, для передатчиков метровых волн Кр=7-8.

Исходя из данных расчета был выбран транзистор КТ602А (Pс= 1,6 Вт, n-p-n).

Мощность умножителя частоты:

Исходя из данных расчета был выбран транзистор КТ312А (Pс= 0,2 Вт, n-p-n).

Мощность возбудителя:

Исходя из данных расчета был выбран транзистор КТ312А (Pс= 0,2 Вт, n-p-n).

ВМ - микрофон – обеспечивает преобразование акустических колебаний в электрический сигнал звуковой частоты.

УЗЧ - усилитель звуковой частоты – предназначен для увеличения амплитуды напряжения звуковой частоты с выхода микрофона.

В - опорный генератор – автогенератор. Является источником колебаний радиочастоты, содержащий основные элементы: колебательный контур, транзистор с цепями питания и цепь обратной связи.

УЧ - повышает рабочую частоту, устойчивость работы и увеличивает индекс модуляции.

ПК - предоконечный каскад – генератор с внешним возбуждением, обеспечивающий предварительное усиление колебаний радиочастоты по мощности.

Передающая антенна – преобразует модулированные колебания радиочастоты в радиоволны и излучает их в пространство.

Принцип действия частотного модулятора

Процесс управления одним из параметров колебаний радиочастоты в соответствии с передаваемым электрическим сигналом называется модуляцией. При частотной модуляции по закону передаваемого сообщения изменяется частота тока радиочастоты. В основу наиболее распространенного способа осуществления ЧМ положено свойство колебательного контура изменять характер и значение реактивного сопротивления при расстройке контура относительно частоты протекающего через него тока. Расстройку контура удобно производить с помощью варикапа, значение барьерной емкости которого зависит от запирающего напряжения на n-p—переходе.

На рисунке изображена схема генератора с внешним возбуждением, в котором осуществляется частотная модуляция. Параллельно колебательному контуру в коллекторной цепи включен варикап V1, к которому приложено постоянное напряжение – Ео и напряжение звуковой частоты Uт. При отсутствии модуляции (Uт=0)генератор создает на выходе колебание с постоянной частотой . Появление на варикапе напряжения звуковой частоты u_т=U_тsinWt вызовет следующие изменения:

• емкости варикапа с максимальным отклонением от Со на величину DСºUт
• частоты контура с расстройкой DwºDСºUт

Промодулированное по частоте напряжение u_фм снимается с контура и через разделительный конденсатор С_р1 подается к последующим каскадам передатчика.

Принципиальная схема передатчика с частотной модуляцией

Временные диаграммы

Выбор режимов работы каждого каскада в соответствии с покаскадным распределением выходной мощности

Главным требованием к  генератору с самовозбуждением является стабильность частоты колебаний. Он генерирует высокостабильные колебания в заданном диапазоне. Генерация возникает и поддерживается при совпадении фазы колебания на выходе цепи обратной связи с фазой колебания на входе усилительного элемента.

Требованиями к выходному каскаду являются: хорошая фильтрация продуктов нелинейных преобразований, возникающих в выходном каскаде, независимость настройки в резонанс с обеспечения эквивалентного сопротивления нагрузки, хорошее согласование выходного сопротивления генератора с входным сопротивлением фидера или антенны.

Требования, предъявляемые к усилительным каскадам: обеспечение мощности, необходимой для возбуждения выходного каскада, постоянство амплитуды напряжения возбуждения в диапазоне рабочих частот, уменьшение реакции усилительного каскада на стабильность частоты возбудителя.