Расчет радиопередающего устройства радиоэлектронной системы связи диапазона 150-600 кГц

Содержание.

Введение.2

1.  Обзор литературы и патентные исследования.                                  3

2.  Выбор и обоснование структурной схемы.                                        4

3.  Разработка функциональной схемы.                                                   6

4.  Разработка электрической принципиальной схемы.                          12

4.1. Расчёт усилителя мощности высокой частоты.                           12

4.2. Расчёт ФНЧ.                                                                                  28

4.3. Расчёт каскада предварительного усиления.                               30

4.4. Расчёт балансного модулятора.                                                   33

5.  Конструктивный расчёт.                                                                      37

6.  Заключение.                                                                                         39

7.  Литература.                                                                                          40

8.  Приложение.                                                                                          41

Введение.

Радиосвязь, в последние годы, развивается очень бурными темпами. Наличие свободных участков радиочастотного спектра, пригодных для использования в системах радиосвязи, многие годы являлось как стимулом, так и непременным условием непрерывного развития радиосистем передачи информации. Однако к настоящему времени  практически весь пригодный для радиосвязи диапазон частот перекрыт, а некоторые полосы частот диапазона перегружены. Выходом из такой ситуации является использование проводных линий. Но прокладка новых проводных линий не только экономически невыгодно, но и сопряжена с определёнными техническими трудностями, особенно на крупных предприятиях. Поэтому целесообразно использовать в качестве линий связи сеть электропитания либо линии электропередач. Источником сигнала являются цифровые данные и оцифрованная речь, следовательно, требуется рассчитать передатчик для дискретных сигналов. Для передачи дискретных сигналов обычно используются различные виды манипуляции – фазовая, амплитудно-фазовая, частотная и др. Повышение эффективности таких систем при жестких требования к уровню внеполосных излучений связано с применением различных методов уменьшения амплитуды колебания в моменты скачков фазы на 180. Вообще нелинейные режимы работы устройств в радиолиниях с ограниченным энергетическим потенциалом накладывают серьёзные ограничения на классы используемых сигналов и методы манипуляции. В частности, может оказаться недопустимой амплитудно-фазовая манипуляция. В связи с этим последнее время большое внимание уделяется методам частотной манипуляции с малым индексом и непрерывной фазой колебаний, а так же методам снижения паразитной амплитудной модуляции при ограничении полосы частот фазоманипулированных последовательностей сигналов.

В проекте рассматривается расчет радиопередающего устройства радиоэлектронной системы связи диапазона 150 – 600 кГц с частотной манипуляцией с индексом манипуляции 0,5 – FFSK-манипуляцией. В качестве линии связи используется сеть электропитания.

1. Обзор литературы и патентные исследования.

В соответствии с техническим заданием требуется построить радиопередатчик радиоэлектронной системы связи диапазона 150 – 600 кГц с частотной манипуляцией (FFSK). Вначале мне потребовалось рассмотреть общие вопросы принципов передачи радиосигналов и построения радиопередающих устройств [1, 2, 3] и в частности транзисторных радиопередатчиков [4]. Чтобы выяснить принципы передачи дискретных сигналов и радиотелеграфии я обратился к источникам [7, 8] и [4], где были рассмотрены вопросы снижения затрат полосы занимаемых частот и энергетических затрат при передаче дискретных сообщений по радиоканалам с ограниченной полосой пропускания. Так как передатчик широкодиапазонный и многоканальный то для перестройки передатчика наиболее удобным простым в реализации является применение цифрового синтезатора частоты. В данном проекте будет использоваться цифровой синтезатор частот (ЦСЧ) на основе косвенного синтеза. Описание различных конструкций ЦСЧ приведено в [2, 3].

В проектируемом передатчике существует необходимость в подавлении внеполосных излучений, то есть фильтрации, поэтому потребовалось рассмотрение вопросов построения фильтров низкой частоты [1].

Так же естественной является задача усиления радиосигнала. Потому рассматривались принципы построения и расчёта усилителей мощности высокой частоты [2, 3, 4]. Исходя из того, что данный радиопередатчик относительно низкочастотный (150 – 600 кГц) и принимая во внимание рекомендации [2, 3] о том, что проектирование радиопередатчиков на частотах до 1 МГц при небольших мощностях (единицы десятки ватт) можно выполнять как обычные усилители НЧ. Был сделан вывод, что построение и расчёт широкополосного усилителя мощности необходимо и достаточно производить на основе принципов построения усилителей низкой частоты. Что сделало необходимостью рассмотрение источников [11, 12, 13].