Расчет основных каскадов и проектирование электрической принципиальной схемы связного передатчика системы радиосвязи, страница 3

3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ

Целью данного раздела ставлю задачу разработки функциональной схемы передатчика, представление структурных блоков в виде отдельных функциональных узлов, а также обоснование выбора каждого конкретного функционального узла и его основных параметров.

Так с микрофона звуковой сигнал с параметрами: динамический диапазон D_u=0,5 – 10мВ,  диапазон частот 300 – 3400Гц поступать на звуковой усилитель, ограничитель и на один из входов фазового модулятора. На второй вход поступает ВЧ колебание с высокостабильного кварцевого генератора.

В качестве кварцевого генератора мною был выбран осциллятор фирмы Vectron International серии CO-768PS, рекомендованный фирмой-производителем для применения в системах телекоммуникации, системах беспроводной связи и в цифровых системах передачи информации. В соответствие с тактико-техническими характеристиками которого, данный автогенератор обеспечит требуемую стабильность частоты.

В качестве согласующего устройства с антенной выбираем ФНЧ, предназначенный для фильтрации побочных гармоник, которые появляются на выходе усилителя мощности, а также для согласования оконечного каскада с антенной.

Проведём ориентировочный расчет числа усилительных каскадов. Учитывая выходную мощность на выходе автогенератора 1-5 мВт. Выходная мощность с учетом потерь в фильтрующих цепях рассчитываем по формуле:

Р_{вых ОК}=Р_{вых А}/h_сц                                                 (1)

где Р_{вых ОК} - мощность на выходе оконечного усилителя мощности;

Р_{вых А} – выходная мощность передатчика;

h_сц – к.п.д. согласующих цепей (h_сц=0,8).

Р_{вых ОК}=3/0.8=3.75 Вт

Сквозной коэффициент усиления находим как

                        ,                                              (2) где   Р_КГ - мощность на выходе кварцевого генератора;

Р₀   - выходная мощность.

К_р=3,75 /5·10^-3=750

Учитывая, что современные транзисторы позволяют  получить К_р в пределах 10-12 раз на частоте порядка 1,2 ГГц. Выбираем для оконечного УМ транзистор КТ913B. Рассчитаем ориентировочно коэффициент усиления по мощности. Он мало зависит от схемного построения каскада, режима работы и определяется обычно максимально допустимым током коллектора, напряжением, в меньшей степени допустимой рассеиваемой мощностью. При расчете используют справочные данные P`, f `, E`<sub>к</sub>, K`_P, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1

При ориентировочном расчете К_Р исходим из того, что транзистор включен по схеме с ОЭ и работает в ключевом режиме. Находим К_Р

                                               (3)

K_P=25·(1500/1200)²·(12/26)²=8,31

Рассчитаем ориентировочно мощность на входе оконечного усилителя мощности при известном значении К_р.

Р_{вх ОК}=4/8,31=0,481 Вт

Приняв КПД цепи связи, между третьим умножителем частоты и оконечным усилителем, равным 0,8, рассчитаем мощность на выходе третьего умножителя частоты:

Р_{вых УЧ3}=0,481/0,8=0,601 Вт

Выберем варактор для третьего умножителя по следующим параметрам:  

fвх3=180 МГц , Р_{вых УЧ3}=0,601 Вт , ηе=0.4 .

Исходя из этих значений выбираем варактор имеющий :  fгр >> 5·f_вх=900 МГц

P_доп > P_рас= Р_{вых УЧ3}·(ηе^-1-1)=1.5·Р_{вых УЧ3}=0,901 Вт

Нам подходит варактор 2А602А его параметы преведены в таблице 2.

Таблица 2            

Для расчета мощности на входе третьего умножителя частоты, примем его коэффициент передачи по мощности равным 0,4. Тогда:

Р_{вх УЧ3}=0,601/0,4=1,5 Вт

В качестве усилителя мощности промежуточной частоты 3 выбираем каскад с К_р=10, тогда мощность на его выходе с учетом цепи согласования будет:

Р_{вых УМ3}=1,5 /0,8=1,878 Вт