Разработка радоипередающего устройства для связи с метоестанциями. Техническое задание, структурная схема

Красноярский Государственный Технический Университет

Институт Радиоэлектроники

Кафедра радиосистем

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту на тему

«РАЗРАБОТКАРАДОИПЕРЕДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

ДЛЯ СВЯЗИ С МЕТОЕСТАНЦИЯМИ»

Исполнитель

Студент группы Р50-3

Руководитель

Преподаватель

Красноярск 2003

1. Техническое задание

Назначение.

Радиопередающее устройство предназначено для обеспечения связи с метеостанциями. Устройство устанавливается  в кондиционированном помещении метеоцентра с нормальной влажностью и интервалом температур

Технические требования:

Тип модуляции: АМ(манипуляция).

Средняя мощность в антенне:  Р_ср = 50 Вт.

Рабочий диапазон частот:  f_н = 23 МГц, f_в = 25 МГц.

Параметры манипулирующего сигнала:

частота манипулирующего сигнала: F = 20 кГц;

Минимальное число каналов связи: N_м = 15;

Параметры передающей антенны (на нижней частоте):

R_а = 45 Ом.

С_а = 65 пФ.

Уровень внеполосного излучения: -60 дБ;

Диапазон рабочих температур:

Содержание.

1.  Техническое задание…………………………………………………………………2

2.  Содержание…………………………………………………………………………...4

3.  Расчёт общих требований……………………………………..……………………..5

4.  Разработка функциональной схемы…………………………………………………6 

5.  Расчёт схем функциональных узлов………………………………………………..10

5.1 Расчёт оконечного каскада…………………………………………………….........10

5.2 Расчёт выходной цепи………………………………………………………………14

5.3 Расчёт ГУН………………………………………………………………….……….16

5.4 Расчёт опорного генератора………………………………………………………...24

5.5  Расчёт фильтра………………………………………………………………………29

5.6   Синтезатор сетки частот…………………………………………………………...31

5.7  Расчёт манипулятора………………………………………………………………..31

6.  Расчёт массогабаритных показателей……………………………………………...32

7.  Оценка качества спроектированного устройства…………………………………32

8.  Литература…………………………………………………………………………...33

Приложение 1……………………………………………………………………………34

 

2. Структурная схема

При разработке и выборе структурной схемы передающего устройства была выбрана схема возбудителя и косвенный метод синтеза частот синтезатора частот, входящего в возбудитель. При косвенных методах синтеза частот выходной сигнал получают от подстраиваемого по частоте генератора (ГУН) без каких-либо нелинейных преобразований. Для обеспечения требуемой стабильности частоты (ГУН) используют систему ФАПЧ, в виду большей точности её работы по сравнению с частотной АПЧ. ОГ – опорный генератор формирует высокостабильное по частоте гармоническое колебание, которое подаётся на СОЧ. СОЧ – синтезатор сетки опорных частот формирует две частоты, одна из которых подаётся на СОЧ и является минимальной дискретой в сетке частот. Вторая сформированная частота поступает на преобразователь частоты (ПЧ), на выходе которого получена  разность  этой частоты  с частотой поступающей от ССЧ. Тракт преобразования частот (ПЧ) возбудителя служит для переноса сетки частот ССЧ в диапазон рабочих частот возбудителя.  Чем и достигается получение рабочего диапазона частот. Применение блока ПЧ обусловлено ограничением в управлении частотой ГУН, которая ограничена 20 МГц. Основное преимущество такого синтезатора частот – низкий уровень дискретных побочных составляющих, достигающий уровень -115 дБ. Переход к цифровой элементной базе позволяет получить преимущества (по сравнению с аналоговой элементной базой) в части уменьшения массы, габаритных размеров устройств, повысить надёжность и технологичность. Но как правило, цифровая часть ССЧ комбинируется с аналоговой для уменьшения вредных эффектов квантования.

Для обеспечения заданной выходной мощности передающего устройства. Выбрана схема генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе, включённым по схеме с общим эмиттером. Данная схема имеет большое входное сопротивление и обеспечит необходимое усиление по мощности и высокий КПД.  

Манипуляция смещением осуществляется в выходном каскаде. Выбор такого вида манипуляции обусловлен, более простым управлением генерацией мощного выходного каскада. Так как изменять питание коллекторной цепи при данных мощностях неприемлемо.

 

Структурная схема устройства приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Структурная схема радиопередающего устройства

ОГ – опорный генератор; СОЧ – синтезатор опорных частот; ССЧ – синтезатор сетки частот; УУ – устройство управления синтезатором сетки частот; М – манипулятор; ПЧ – преобразователь частоты; ВЦ – выходная цепь.

3.  Расчёт общих требований

Максимальная мощность, развиваемая оконечным каскадом:

 - КПД выходной цепи из приложения 4 [1, с.37];

B – коэффициент загрузки усилителя [2, с.365, табл.6.1.];

В = 1

Ориентировочное количество каскадов усилителя:

 - примерный коэффициент усиления по мощности одного транзисторного каскада