Разработка структурной схемы радиопередающего устройства на полупроводниковых приборах

СОДЕРЖАНИЕ

1.   Введение                                                                                           3

2.   Разработка структурной схемы                                                      4

3.   Расчёт принципиальной схемы                                                      6

4.   Конструктивный расчёт передатчика                                            21

5.   Разработка схемы КЗУ                                                                    22

6.   Расчёт КПД передатчика                                                               23

7.   Литература                                                                                     24

ВВЕДЕНИЕ

Радиопередающие устройства предназначены для формирования РУ сигнала , содержащего полезную информацию , его усиления и излучения в пространство.

Одной из основных тенденций развития техники радиопередающих устройств является стремление выполнить радиопередатчик полностью на полупроводниках и интегральных схемах.Однако , требуемая выходная мощность не может быть обеспечена каскадом на п/п приборах.

По назначению радиопередающие устройства делят на :

·  связные,

·  радиолокационные,

·  навигационные,

·  специальные (радиоуправление,создание помех и др.).

Радиопередатчики классифицируют также по :

·  условиям эксплуатации,

·  выходной мощности,

·  частоте,

·  виду модуляции.

Отметим,что по выходной мощности,РПдУ делятся на :

·  маломощные (Рвых – десятки мВт),

·  средней мощности (сотни мВт – десятки кВт).

По частоте РПдУ делятся на :

·  высокочастотные (частоты менее 300 МГц),

·  СВЧ (частота более 300 МГц).

В последнее время за счёт улучшения технологий полупроводниковых приборов появились новые возможности для создания полностью п/п передатчика.Сейчас появилась возможность создать транзисторы , генерирующие в НЧ области РТ диапозона волн мощности порядка сотен ватт , а в дециметровом диапозоне – нескольких десятков ватт.

В настоящей курсовой работе изучаются радиопередающие устройства на полупрводниковых приборах , а также основные принципы построения передатчиков коммерческой связи , реализующих частотную модуляцию.

2.  РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА.

Исходя из исходных параметров моего передатчика DF=500 кГц при fо=400 МГц, а Кн=2% правильно было бы выбрать или найти по комбинированной методике используя частотную модуляцию , производимую на пониженой помежуточной частоте и применении схемы АЧ или ФАПЧ . Для схемы с умножением частоты нестабильность рассчитаем по формуле :

e = eo + eпч - fпч/fo    , при 3^х  - кратном умножения частоты (для транзисторных умножителей n<=3) получим :

fпч = fo/3³ = fo/27

e = eo + eпч/27

Если задаться eo » 10^-7 – что свойственно для кварцевого автогенератора и известна e то получим :

eпp = 27(e-eo) = 27*9*10^-7 = 2.43*10^-5 , что свидетельствует о том , что ГУН нужно применять лучше генератор с кварцевой стабилизацией частоты.

В данном передатчике реализована схема ФАПЧ. Средняя частота проектируемого передатчика 100 МГц. Система ФАПЧ работает на частотах до десятков МГц. Сигнал подаваемый на один из входов фазового дискриминатора должен иметь небольшой индекс модуляции. Для выполнения этих требований в схему включают делители частоты или уменьшают частоту подстраиваемого генератора.

После генератора включается буферный каскад , который ослабляет влияние последующих каскадов на генератор. Для получения требуемой выходной мощности служит выходной и предвыходной каскады.

Структурная схема представлена на Рис.1.

БК

ОК

ПОК tyyfryufППhgfПОК

f     зf

f     зf

БК

ГУН

БК

ФД

ФНЧ

БК

У

U_я    

 

 

 

 

 

Рис.1.

3.       РАСЧЁТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА.

3.1     РАСЧЁТ ВЫХОДНОГО КАСКАДА.     

В качестве активного элемента в вых. каскаде используется биполярный транзистор.

Его включение осуществляется по схеме с ОЭ , что позволяет получить мах. коэф. Передачи по мощности.

Для дальнейшего расчёта нам нужно задаться такими параметрами как :

·  I_kmax,

·  q,

·  Eп.

Максимальная мощность будет выделяться в нагрузку при угле отсечки q = 120°. Но оптимальным он считается = 90° потому что при таком угле мощность снизится на 7%,но КПД , что очень важно , повысится на 10% и почти вдвое снизится рассеиваемая мощность на коллекторе. Следовательно выберем       q = 90°.

Активный элемент в основном задаётся из параметров :

·  f = 400 МГц ,

·  P_kmax = (2..3)P_вых = 60 Вт.

Исходя из этого , наиболее качественно подходит транзистор КТ930А. Его параметры :

·  f_m  = 900 МГц – предельная частота,

·  T_k <= 313° – предельный нагрев коллектора,

·  P_qоп = 75 Вт – макс. рассеиваемая на коллекторе мощность,