Разработка структурной схемы радиопередатчика с диапазоном выходных частот 146-174 МГц

Основные технические параметры передатчиков соответствуют ГОСТ 12252-86. Настоящий стандарт распространяется на радиостанции с угловой модуляцией, предназначенной для организации телефонной радиосвязи в подвижной службе, в основном на частотах от 30 до 470 МГц.

Радиостанции применяются для связи на промышленных предприятиях, для радиосвязи в лесном хозяйстве, в энергосистемах, в сельском хозяйстве и пожарных службах, на железнодорожном транспорте.

Таблица 1.1 Исходные данные

2.  Разработка структурной схемы радиопередатчика

Типовая структурная схема передатчика содержит возбудитель и последующие каскады усиления мощности. Ее разработка начинается с выходного каскада, так как именно к нему относятся заданная мощность и рабочая частота.

Для генерирования высокостабильных колебаний в качестве возбудителя применим синтезатор частот. Частотная модуляция будет осуществлена при помощи генератора, управляемого напряжением.

Зная требуемое значение мощности в нагрузке, рассчитаем усилительные каскады по методике из [6, п.2]:

Выберем КПД цепи согласования выходного каскада , исходя из условия, что мощность этого каскадаP_н=10 Вт.

Зная требуемое значение мощности в нагрузке P˷(антенне), рассчитаем усилительные каскады.

Расчет для выходного каскада:

Вт

Транзистор в выходной каскад следует выбирать с учетом производственного запаса по мощности, характеризуемого коэффициентом k=1.1…1.5.

Рабочая частота:

Для обеспечения такой выходной мощности используем транзистор 2Т934Б, предельная выходная мощность которого >12 Вт, граничная частота 400 МГц.

Коэффициент усиления по мощности равен 6.

Тогда

K_p.вых=K_p1·Выбираем коэффициент K=24.

Тогда рассчитаем входную мощность выходного каскада:

Р_вх.вых=Р_вых/K_p.вых=12.5/24=0.52Вт

Рассчитаем мощность, необходимую от предвыходного каскада:

Для каскадов промежуточного усиления возьмем КПД равным η_сц2,3=0,5

Тогда

P_н.пред=Р_вх.вых

 Вт

Значит, возьмем транзистор 2Т934А, предельная выходная мощность которого >3.0 Вт, граничная частота 400 МГц.

Коэффициент усиления по мощности равен 6..15.

Возьмем К_р2=9

Тогда

K_pпред=K_p2·

Данное значение превышает допустимые нормы, поэтому возьмем K_pпред=28

Тогда

Р_{вх.пред}=Р_{вых.пред}/K_p.пред=1.04/28=0.037Вт

Произведем расчет для выбора следующего транзистора

P_н.пр1=Р_{вх.пред}

 Вт

Тогда используем транзистор 2Т634А-2,предельная выходная мощность которого 0.35…0.68 Вт, граничная частота 5000 МГц.

Возьмем K_pпр1=12

Тогда

Р_вх.пр1=Р_вых.пр1/K_p.пр1=0.074/12=6.2мВт

Для возбудителя необходимо чтобы мощность была единицы, десятки мВт, поэтому необходимо взять еще один каскад,η_сц4=0,5

P_н.пр2= Р_вх.пр1

Тогда

 Вт

Для данного каскада подходит транзистор 2Т634А-2.

Возьмем K_pпр2=12

Тогда

Р_вх.пр2=Р_вых.пр2/ K_p.пр2=0.0124/12=1.03 мВт

Рассчитаем Р_{вых.возб}, для возбудителя η_сц5=0,1, тогда

Р_{вых.возб}= Р_вх.пр2/ η_сц5=0.00103/0.1=10.3 мВт

Итак, для построения структурной схемы радиопередатчика требуется 4 каскада.

Структурная схема передатчика представлена на рисунке 1.

Рис. 1.Структурная схема передатчика

3.  Описание синтезатора частот

Рис. 2. Структурная схема цифрового синтезатора частоты

ИФАП – импульсная фазовая автоподстройка

ПГ – перестраиваемый по частоте автогенераторе

ДПКД – делитель с переменным коэффициентом деления

ИФД – импульсный фазовый дискриминатор

ФНЧ – фильтр низких частот

Д – делитель

ЭГ – эталонный генератор

В цифровом синтезаторе частоты используются элементы цифровой схемотехники. По существу представляет систему импульсной фазовой автоподстройки и импульсно-фазовым дискриминатором в высокочастотном тракте которого находится делитель частоты с переменным коэффициентом деления. На правый вход ИФД поступает преобразованное в импульсы колебание от эталонного генератора частотой 10 МГц   и делителя частоты с коэффициентом деления 400, с высокостабильной частотой квантования F_c = 25 кГц. В стационарном синхронном режиме на выходе ПГ с помощью кольца ИФАП