Введение
Радиопередающие устройства предназначены для формирования радиочастотного сигнала, содержащего полезную информацию, его усиления и излучения с помощью антенны в пространство.
Одной из основных тенденций развития техники радиопередающих устройств является стремление выполнить радиопередатчик по возможности полностью на полупроводниковых приборах и интегральных схемах (ИС). Если требуемая вых. мощность не может быть обеспечена существующими полупроводниковыми приборами, то вых.каскады передатчика выполняются на вакуумных приборах радиоламках, клистронпах, ЛБВ и т.д.
По назначению радиопередающие устройства (РПДУ) делят на связные, локационные, навигационные, телевизионные и специальные (радиоуправление, создание помех и др.).
Радиопередатчики классифицируют также по условиям эксплуатации, выходной мощности, частоте, виду модуляции и т.д. Отметим, что по вых. мощности РПДУ на полупроводниковых приборах могут быть разделены на маломощные (вых. мощность – десятки милливатт); средней мощности (сотни милливатт – десятки ватт) и мощные (сотни ватт – единицы киловатт); по частоте – на высокочастотные (частота менее 300 МГц) и СВЧ (частота более 300 МГц).
1. Выбор и обоснование структурой схемы передатчика
Типовая структурная схема передатчика с ФМ имеет вид:
Определим число каскадов усиления. Коэффициент усиления мощности оконечного каскада составляет Крок»20, а промежуточных Крп4» 10 ...20, при этом КПД контура межкаскадной связи выбирается небольшими Чк=0,5...0,4 для стабилизации режимов работы транзисторов в каскадах. Средний коэф.усиления умножителя частоты составляет Круч»Круч/n, где n—кратность умножения одного умножителя частоты.
Учитывая, что мощность на выходе возбудителя составляет 5..20 МВт. Определяет необходимый коэф.усиления по мощности:
Скорректируем Крe с учетом разброса параметров элементов, для этого введем технологический запас Кз = 1,5...1,8:
Определим количество каскадов умножения частоты. Так как основная частота кварцевых резонаторов не превышает, как правило, 1,5...2,0 МГц, то зададим кратность умножения n=36, при этом рабочая частота задающего геператора будет равной:
fзг =fср вых = 62,5 .106=1,74 МГц,
где fср вых = fmin вых + f max вых = 50.106+75.106= 62,5 МГц
Так как транзисторные умножители имеют приемлемую КПД при кратности умножения меньше трех поэтому используем умножители с 2 и 3 кратным умножением
Таким образом можно использовать четыре умножителя с n1=3; n2=2; n4=2, определения их коэф. усиления по мощности:
Тогда количество каскадов предварительного усиления:
Принимаем nк = 2
Определим индекс фазовой модуляции, который должен обеспечить модулятор.
Девиация частоты в структурной схеме:
тогда девиация фазы:
Для обеспечения заданной стабильности частоты необходимо использовать задающий телератор ЗД с кварцевой стабилизацией частоты. Для перестройки передатчика заданному диапазону частот необходимо использовать синтезатор частот. Будем использовать синтезатор частот на основе системы ФАПЧ.
Обобщенная структурная схема синтезатора включает ОГ 1 и систему (фазовой автостройки частоты) ФАПЧ 2.
Последняя используется как эффективная фильтрующая система и содержит в своем составе цифровой делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 7.
Изменяя N на выходе ГУН6 можно получить различные частоты кратные N. В фазовом детекторе ФДЗ сравниваются частоты и . На выходе ФД появляется напряжение фд пропорциональное разности частот fо и fд. Затем с помощью ФНЧ4 выделяется постоянная составляющая управляющего напряжения и после усиления в УПТ5 до уровня, необходимого для управления частотой ГУН6, перестраивает его до тех пор пока не совпадут частоты fо и fд.
Т.о. приведем структурную схему разрабатываемого передатчика.
2. Электрический расчет принципиальной схемы
2.1 Электрический расчет оконечного каскада
Приведем принципиальную схему мощного транзисторного усилителя с общим эмиттером.
Рассчитаем режим работы транзистора в схеме с ОЭ в усилителе с выходной мощностью Р 10 Вт.
Учитывая коэффициент передачи выходной согласующей цепи Ксц»0,8...0,9 получим мощность первой гармоники
Принимаем:
Выбираем транзистор с максимально допустимой рассеиваемой мощностью того же порядка, что и Р1, например КТ920В, для которого Рдон=14Вт. Для расчета необходимы следующие параметры транзистора: Вставка 3
Определяем граничную частоту:
Учитывая условие Еn £ Uкдон =12, выберем Еn=12,6В (рекомендуемое значение). Установив угол отсечки Q=90°, вставка 4 получим
Задаем амплитуду импульсов коллекторного тока:
принимаем
Напряженность граничного режима:
Амплитуда первой г коллекторного тока:
Постоянная составляющая коллекторного тока:
Колебательная, потребляемая и рассеиваемая мощности:
т.к. получили Pсек<Рдог; то транзистор выбран правильно:
КПД каскада:
Амплитуда первой гармоники управляющего заряда:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
