Проектирование передающей системы. Расчет портативной радиопередающей станции с частотной модуляцией в диапазоне КВ

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра КИПР

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЮЩЕЙ

 СИСТЕМЫ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине "Формирование и передача сигналов"

   Выполнил

 студент гр 209

______Тароев И.В.

_______ дата

Руководитель 

Кореньков О.С.

2002

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………………..4

2. Выбор структурной схемы………..….……………………….………………..5

3. Расчёт выходного усилителя………..……………………….………………..7

3.1 Энергетический расчёт коллекторной цепи ……….………………….7

3.2 Энергетический расчёт входной цепи ……………….…………………9

3.3 Электрический расчёт элементов схемы………………………………10

4. Расчёт умножителя частоты…………………………………………………..13

4.1 Энергетический расчёт……………………………………………….15

4.2 Электрический расчёт элементов схемы…………………………..15

5. Расчет кварцевого автогенератора с непосредственной частотной модуляцией…………………………………………………………………………18

5.1 Расчёт по переменному току…………………………………………18

5.2 Расчёт по постоянному току…………………………………………20

5.3 Расчет элементов схемы………………………………………………21

6. Расчёт буферного каскада…………………………………………………….23

7. Конструктивный расчёт катушек индуктивности…………………………25

8. Описание принципиальной схемы…………………………………………..26

9.Заключение……………………………………………………………………….28

Приложение

Схема электрическая

 Принципиальная…….……………………………………………………………………...29

Перечень элементов…………………………………………………………………………30

Список литературы………………………………………………………………………….32

1.  Введение

       Радиопередающими называют устройства, предназначенные для выполнения двух основных функций – генерации электромагнитных колебаний высокой и сверхвысокой частоты и их модуляции в соответствии с передаваемым сообщением.

В курсовом проекте производится расчёт портативной радиопередающей

станции с частотной модуляцией в диапазоне КВ. Здесь произведен расчет связного передатчика мощностью 7 Вт, передающего на частоте    f = 50 МГц.

Для стабилизации частоты автогенераторов передатчика использована кварцевая стабилизация частоты.

2. Выбор структурной схемы

В начале проектирования необходимо составить структурную схему передатчика. Схема является ориентировочной на первых этапах работы, в дальнейшем данные могут уточняться. Т.к. выходная мощность относительно невелика, устройство будем делать на транзисторах.

Составление схемы начнём с модулятора и автогенератора. Основные способы получения частотной модуляции делятся на четыре подгруппы: прямые, косвенные, цифровые и комбинированные. Прямые методы основаны на принципе изменения параметров колебательного контура с помощью варикапов, реактивных транзисторов, нелинейной индуктивности и т.д. Косвенная ЧМ осуществляется в фазовых модуляторах. Цифровые способы ЧМ применяют при сравнительно низких частотах, т.к. увеличение модулирующей частоты ведёт к росту нелинейных искажений, обусловленных процессом квантования. Косвенный метод получения ЧМ за счёт ФМ связан со значительным усложнением структурной схемы передатчика. Использование N – кратного умножения частоты, неизбежного при этом способе ЧМ, приводит к N² – кратному ухудшению отношения сигнал–шум выходного ЧМК. Один из перспективных путей создания высокостабильных частотных модуляторов при невысоких модулирующих частотах (Fmax ≤ 10..15 кГц) – применение частотно-модулированных кварцевых генераторов (ЧМАГ).

 Выбираем в качестве модулятора и автогенератора частотно-модулируемый кварцевый автогенератор. В настоящее время новые технологии позволили изготавливать кварц с высокой стабильностью при довольно больших частотах. Но чем больше частота, генерируемая кварцем, тем тоньше кварцевая пластина (например на f=25МГц она составляет 0.1 мм) и тем чувствительнее он становится к механическим повреждениям.  Учтя эти особенности, рассчитаем частотный умножитель на 3. Тогда получим частоту автогенератора равной 16,6 МГц. Особенностью умножителя является низкий коэффициент полезного действия, обусловленный меньшим уровнем третьей гармоники относительно к первой. При помощи умножения частоты, мы добиваемся более устойчивой работы автогенератора, т.к. автогенератор устойчивее работает на низкой частоте, а также получаем большую девиацию частоты, по тем же соображениям предпочтительней (в смысле стабильности) реализовывать малые значения девиации, а потом получать требуемую с помощью умножения частоты. Однако умножитель частоты вносит нелинейный искажения в сигнал, поэтому в радиовещательных передатчиках умножители применять не стоит т.к. качество звука ухудшается из-за нелинейных искажений. Ещё одним достоинством умножения частоты является такой фактор, что усиление происходит на разных частотах, поэтому уменьшается влияние излучения контуров друг на друга и, следовательно, передатчик более устойчив к самовозбуждению. Умножитель целесообразнее применять на малых уровнях мощности.  

Для предотвращения шунтирования ЧМАГа нагрузкой в качестве согласующего звена применим буферный каскад, представляющий собой