Авиационное радиосвязное оборудование (выбор, обоснование и расчет структурной схемы передатчика)

Министерство высшего образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра РП и РПУ

Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу: «Устройства генерирования и формирования сигналов»

на тему:

“Авиационное радиосвязное оборудование”

Вариант - 59

Новосибирск 2003 г.

Содержание:

Стр.

1. Задание на курсовой проект....................................................................... 3

2. Выбор, обоснование и расчет структурной схемы передатчика............... 4

3. Электрический расчет выходного каскада................................................. 5

4. Расчет цепей согласования.......................................................................... 8

5. Расчет автогенератора............................................................................... 14

5.1. Синтезатор частот для автогенератора.............................................. 15

5.2. Расчет параметров колебательного контура..................................... 16

5.3. Расчет катущки индуктивности.......................................................... 18

5.4. Расчет схемы подачи напряжений автогенератора............................ 19

5.5. Расчет частотного модулятора .......................................................... 20

6. Расчет блокировочных элементов схемы модулятора............................ 22

7. Расчет элементов схемы выходного и предвыходного каскада.............. 22

8.Список использованной литературы......................................................... 23

1.Задание на курсовой проект

1. Рабочая частота или диапазон частот ()  -  220МГц – 399.975МГц
2. Относительная нестабильность рабочей частоты
3. Мощность в нагрузке при отсутствии модуляции 
4. Вид модуляции  - ЧМ (частотная модуляция)
5. Количество бесподстроечных радиоканалов
6. Разнос частот между соседними радиоканалами
7. Место установки передатчика: самолет / вертолет
8. Аналог радиостанции: Р- 833 Б2
9. Уровень побочных излучений передатчика L[дБ] не более – 60дБ
10. Полоса частот модулирующего сигнала F =300 – 3400 Гц
11. Сопротивление нагрузки выходного каскада передатчика 50Ом

2. Выбор, обоснование и расчет структурной схемы передатчика.

Построение структурной схемы начнем с выходного каскада. Усиление транзистора КТ9155А на рабочей частоте 399.975 МГц оценим по формуле.

где  и  - частота и коэффициент усиления в типовом режиме.

К.п.д. цепей межкаскадной связи в усилителях СВЧ удается получить 0.6…0.85. Примем . Транзистор предоконечного каскада должен развить мощность равную  

Такую мощность на частоте  может обеспечить транзистор КТ983Б, имеющий . Его усиление на рабочей частоте рассчитаем  по формуле (2.1).

Определим мощность, которую должен развить этот каскад.

Применим тот же транзистор КТ983Б, на частоте  и при коэффициенте передачи .

Аналогичным образом рассчитаем выходную мощность и коэффициент передачи, вплоть до первого каскада.

В качестве первого каскада примем транзистор 1Т614А с типовыми параметрами  и .

Таким образом, зная количество каскадов и значения их выходных мощностей, построим структурную схему передатчика.

Рис 1. Структурная схема передающего устройства.

3.Электрический расчет выходного каскада.

Тип транзистора выбирается с учетом заданных выходной мощности и частоты по справочным данным на транзисторы, где указываются параметры типового режима, соответствующего максимальному использованию прибора, как по мощности, так и по частоте. Исходные данные: транзистор КТ909Б

1. Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте.

2. Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме.

3. Напряжение и первая гармоника тока нагрузки, приведенные к ЭГ.

4. Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведенные к ЭГ.

5. Амплитуда первой гармоники тока ЭГ.

6. Параметры:

-  крутизна по переходу

-  сопротивление рекомбинации

-  крутизна статической характеристики коллекторного тока

-  Для определения коэффициента разложения для первой гармоники тока ЭГ найдем значения коэффициентов А и В.

Коэффициент А: 

Коэффициент В:

7. Коэффициент разложения.

8. Из приложения 1 [2] для полученного  находим .
9. Амплитуда тока базы.

10. Модуль коэффициента усиления по току, приведенный к ЭГ.

11. Пиковое обратное напряжение на эмиттере.

12. Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике.

13. Коэффициент усиления по мощности.

14. Постоянная составляющая коллекторного тока, мощность, потребляемая от источника питания, к.п.д. коллектора в соответствии с порядком расчета.

15. Входная мощность, рассеиваемая мощность.

16. Составляющие сопротивления нагрузки, приведенные к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте.

Сопротивление   в данном случае имеет положительный знак. Его удобно реализовать в виде катушки индуктивности .

.

4.Расчет цепей согласования выходного каскада

В качестве выходной цепи согласования (ЦС) используем цепь П – типа, благодаря ее лучшим фильтрующим свойствам. В качестве нагрузки примем активное сопротивление с номиналом 50 Ом. Так как, реактивное сопротивление на выходе транзистора имеет индуктивный характер, то входное реактивное сопротивление ЦС  будет иметь емкостный характер, что обеспечивает согласованный режим работы.

Рис 2.Цепь согласования П – типа

Для дальнейшего расчета  цепи проверим условие реализуемости:

Y является входной проводимостью цепи и численно равно

. Условие реализуемости не выполняется, для того, чтобы это исправить развернем цепь и рассчитаем ее параметры (рис. 3).

Рис 3.  ЦС П – типа (развернутая)

После преобразования цепи имеем

Тогда для расчета реактивных составляющих цепи воспользуемся формулами:

Емкость С₁ определяется сопротивлением

Входная реактивность, являющаяся параллельным соединением емкости