Разработка передатчика средних волн с однополосной модуляцией. Выбор структурной схемы устройства

 Содержание.

1. Техническая задача                                                3

2. Введение                                                                         4

3. Выбор структурной схемы передатчика                     5

4. Разработка функциональной схемы                           10

5. Разработка автогенератора                                        11

5.1. Расчёт элементов автогенератора                   13

5.1.1. Расчёт цепи питания автогенератора        13

5.1.2. Расчёт колебательной системы

автогенератора                                                 17

5.2 Результаты расчётов элементов

автогенератора                                                         19

6. Разработка оконечного каскада                                 21

6.1. Расчёт элементов оконечного каскада            23

6.1.1. Расчёт коллекторной цепи усилителя         24

6.1.2. Расчёт входной цепи усилителя                    26

6.1.3. Расчёт элементов схемы                                28

7. Разработка выходной колебательной цепи               29

7.1. Расчет параметров элементов                         35

8. Разработка конструкции и расчёт

конструктивного элемента                                             37

9. Список литературы                                                     39

1. Техническая задача.

Разработать передатчик средних волн с однополосной амплитудной модуляцией для телеметрии, телеуправления или сигнализации.

Заданные технические характеристики передатчика:

Число независимых каналов – 1 ¸ 100

Граничные частоты спектра сообщения Fв-Fн = 0 ¸0,1 МГц

Допустимый уровень неравномерности АЧХ на граничных частотах ±3 дБ

Допустимый уровень нелинейности (перекрёстности) искажений – 26 ¸ 30 дБ

Нестабильность несущей частоты – 10^-5 ¸10^-6

Максимально допустимый уровень побочных колебаний на входе фидера     – 60дБ, 1мВт

Мощность – 0,05 Вт

Диапазон 1,7 МГц.

2. Введение.

Однополосная модуляция обладает уникальной способностью: ширина спектра колебания с ОМ почти равна ширине спектра исходного модулирующего сигнала, в 2 раза уже чем при АМ, и в несколько раз уже чем при ЧМ или ФМ. Эта особенность явилась причиной преимущественного использования ОМ в системах радио связи, работающих в наиболее загруженном диапазоне волн.

Проектируемый в задании передатчик относится к разряду маломощных. Подобный передатчик может подавать сигналы на незначительные расстояния, примерно около 100 метров, и поэтому не имеет смысла делать его слишком сложным. Он может применяться в узком круге устройств. Например, в составе сложной системы сигнализации для беспроводной связи датчиков; в составе дистанционного пульта управления различными устройствами и т. д. Для простоты передатчика имеет смысл сделать его одноканальным, а в передаваемом сигнале использовать принцип импульсно-кодовой модуляции. Таким образом, один такой передатчик может обеспечивать передачу неограниченного количества команд.

Требуемая стабильность частоты несущего колебания будет обеспеченна автогенератором колебаний с кварцевым стабилизатором частоты.

Передатчик очень простой и дешёвый. Из-за своих малых габаритов он может располагаться в любом наиболее подходящем месте. Малая потребляемая мощность позволяет ему длительно работать от внутреннего  источника питания (аккумулятора) не требуя питания от сети.  Кроме подзарядки или замены аккумулятора от обслуживающего персонала ничего не требуется, поэтому нет необходимости содержать для обслуживания этих передатчиков высококвалифицированный персонал.

Передатчик может находиться в сложных климатических условиях. Ему нестрашны перепады температуры т.к. кварцевый генератор обладает большой стабильностью. Корпус передатчика может быть полностью герметичным. Таким образом, ограничения на условия окружающей среды вносит лишь источник питающего напряжения (аккумулятор).

Из-за своей малой мощности передатчик может использоваться везде и не представляет никакой угрозы для жизни людей работающих с ним.

3. Выбор структурной схемы передатчика.

Современные передатчики с ОМ строятся в соответствии с требованиями ГОСТ. Эти требования регламентируют все главные характеристики передатчиков. Например, для KB передатчиков магистральной связи регламентированы номинальные мощности (1, 5, 20 100 кВт), диапазон рабочих частот (1,5…30 МГц), относительная нестабильность рабочей частоты (1…5)•10^-7, номинальный уровень входного модулирующего сигнала (0,775В, 0дБ), уровень нелинейных искажений (-36 дБ по методу двух тонов), число и ширина полосы телефонных каналов и др. Эксплуатационные и конструктивные особенности передатчиков регламентируются техническими заданиями, по которым проектируются передатчики. Требования к вещательным передатчикам с ОМ в части ширины полосы передаваемого сигнала и уровня нелинейных искажений ГОСТ пока не определены.

Построение структурных схем передатчиков с ОМ имеет ряд особенностей по сравнению, например, с передатчиками с AM. В передатчиках с AM, как правило, модуляция производится в оконечном каскаде (анодная, анодно-экранная в ламповых и коллекторная в транзисторных каскадах). В передатчиках с ОМ модулированный сигнал формируется на рабочей