Разработка радоипередающего устройства для связи с метоестанциями. Техническое задание, структурная схема, страница 2

Определение частот ПЧ:

Для выбора частот использована программа frec. Выбор частот обусловлен критерием минимального уровня внеполосных излучений, результаты работы, которой приведены в приложении 1. Соотношение смешиваемых частот выбрано так, что полезный выходной сигнал можно наиболее просто отфильтровать от мешающих комбинационных частот типа , где n+m – порядок комбинационной частоты, для обеспечения уровня внеполосных излучений  -60 дБ по графику из [1, c. 289, Рис. 4.3] выбран порядок n+m равный 7, что обеспечит уровень -80дБ внеполосных излучений:

Частота манипулирующего сигнала:

Частоты синтезатора сетки частот:

Частота поступающая в ПЧ с опорного генератора:

Ширина полосы частот манипулирующего сигнала:

4. Разработка функциональной схемы.

4.1 Оконечный каскад.

Оконечный каскад усилителя мощности следует строить на биполярном транзисторе, так как он позволяет получить более высокий КПД, чем полевой транзистор.

4.2 Выходная цепь.

Выходная цепь должна обеспечить согласование оконечного каскада усилителя с антенной; при этом необходимо обеспечить требуемое согласование во всей полосе рабочих частот. Также выходная цепь должна обеспечить подавление побочных составляющих спектра.

Простые цепи согласования не обеспечивают требуемого подавления внеполосных излучений, поэтому необходимо использовать сложную схему цепь согласования.

Двухзвенная выходная цепь позволяет получить более высокий КПД, коэффициент фильтрации и полосу пропускания.

4.3 Преобразователь частоты

Должен обеспечивать на выходе разностную частоту между первой частотой поступающей с опорного генератора и от синтезатора сетки частот.

Так как на выходе преобразователя частота значительно меньше входных частот – необходимо использовать ФНЧ для выделения полезной составляющей выходного спектра.

Функциональная схема ПЧ приведена на рисунке 4.3.1.

Рисунок 4.3.1. Функциональная схема ПЧ

4.4 Синтезатор сетки частот.

Число каналов связи:

Шаг частоты перестройки:

Коэффициенты деления ДПКД:

Число каналов связи:

Функциональная схема ССЧ приведена на рисунке 4.4.1.

Рисунок 4.4.1 Функциональная схема ССЧ

4.5 Синтезатор опорных частот

Функциональная схема синтезатора опорных частот. СОЧ служит для формирования двух опорных частот, одна из которых подаётся на ССЧ и является минимальной дискретой в сетке частот. Вторая сформированная частота поступает на преобразователь частоты (ПЧ). Схема СОЧ показана на рисунке 4.5.1.

Рисунок 4.5.1. Синтезатор опорных частот

5. Расчёт схем функциональных узлов.

5.1 Оконечный каскад усилителя мощности.

Выбор транзистора для оконечного каскада усилителя мощности производится по максимальной рассеиваемой мощности на коллекторе и частоте единичного усиления по току.

Мощность рассеивания на коллекторе:

где =70 %, ориентировочный КПД оконечного каскада.

А также:

Данным требованиям удовлетворяет транзистор КТ976А:

Максимальная мощность, рассеиваемая коллектором:

Максимальный постоянный ток коллектора:

Максимальный импульсный ток коллектора:

Граничная частота передачи тока:

Максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер:

Сопротивление насыщения:

Коэффициент усиления по току:

Барьерная ёмкость эмиттерного перехода:

Барьерная ёмкость коллекторного перехода:

Максимальное обратное напряжение на базе:

Постоянная времени коллекторного перехода:

Коэффициент усиления по току:

Необходимо выполнение частотных требований:

Требования к частотным свойствам транзистора выполнены.

Напряжение питания:

 

Крутизна линии критического режима:

 .

Пусть угол отсечки

Коэффициенты Берга:

                                                                        

                         

                        

                        

Коэффициент использования в граничном режиме:

 

Переменное напряжение на коллекторе в критическом режиме: