Ламповый генератор с внешним возбуждением. Транзисторный ключевой генератор с резистивной нагрузкой

Министерство образования и науки Российской Федерации

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

Радиопередающие устройства

Задания и методические указания к выполнению контрольной работы               

для студентов – заочников 5 курса

(специальность 201100 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»)

Владивосток

2004

Одобрено научно-методическим советом университета

УДК 396.691

Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Радиопередающие устройства» предназначены для студентов-заочников 5-го курса специальности 201100 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение».

Составитель , ст. преподаватель кафедры РТС.

Печатается с оригинал-макета, подготовленного автором

© В.Н. , 2004

© Изд-во ДВГТУ, 2004

1. Общие требования к выполнению и оформлению контрольной работы

При изучении дисциплины «Радиопередающие устройства» студент должен подходить творчески и уделять больше внимания самостоятельной работе по усвоению рекомендованного материала. Помимо рекомендованной литературы желательно просматривать любые издания, затрагивающие «Радиопередающие устройства», в каждом из которых можно найти полезные сведения по рассматриваемым вопросам.

Контрольная работа по учебному плану относится к IX семестру 5 – го курса. Цель выполнения контрольной работы заключается в том, чтобы привить студентам практические навыки применения теоретического материала курса к задачам технического расчёта отдельных параметров радиопередающих устройств, научить рационально и обоснованно выбирать из большого числа возможных вариантов наиболее правильное решение.

Заданием предусмотрено решение пяти задач по различным разделам данной дисциплины. Контрольная работа должна быть выполнена до сдачи экзамена по данной дисциплине. Студент, не выполнивший контрольную работу, не допускается  к экзамену. Контрольная работа должна быть напечатана  или разборчиво без сокращений написана на одной стороне каждого листа; вторая сторона оставляется для замечаний рецензента  и исправлений после рецензирования.

Для выполнения контрольной работы студенты должны знать сущность физических процессов в цепях и трактах радиопередатчиков, основные методы анализа ламповых и транзисторных генераторов с внешним возбуждением и автогенераторов, основные методы управления колебаниями, основные методы стабилизации частоты и основные принципы формирования дискретных  сеток  частот в синтезаторах и возбудителях, особенности колебательныхсистем и генераторов ОВЧ и СВЧ диапазонов.

Помимо этого, студенты должны понимать назначение элементов в каскадах радиопередающих устройств, принципы построения схем радиопередатчиков, назначение элементов структурных схем радиопередатчиков различных диапазонов частот и вида модуляции.

Кроме того, студенты должны уметь применять методы анализа к исследованию радиопередающих устройств и оценивать спектры непрерывных и дискретных сигналов, формируемых в передатчиках.

2. Теоретические сведения для решения задач

2.1. Ламповый генератор с внешним возбуждением

Основные соотношения:

     

где

I_a1 – анодный ток первой гармоники;

I_a0 – анодный ток постоянной составляющей;

I_g1 – сеточный ток первой гармоники;

I_am – амплитуда импульса анодного тока;

Р₁ – колебательная мощность;

Р₀ – мощность, потребляемая от источника питания;

Р_а– мощность, выделяемая на аноде в виде тепла;

Р_g1 – мощность возбуждения;

ξ – коэффициент использования анодного напряжения;

q(q) – коэффициент формы;

η – коэффициент полезного действия;

α₀(q), α₁(q), γ₀(q), γ₁(q) – коэффициенты Берга;

К_р – коэффициент усиления по мощности;

U_a – амплитуда колебательного напряжения на аноде;

Е_а – напряжение источника анодного питания;

U_g – амплитуда колебательного напряжения на сетке;

q - угол отсечки;

S – крутизна;

D – проницаемость.

2.2. Транзисторный ключевой генератор с резистивной нагрузкой

Основные соотношения:

2.3. Мостовые устройства сложения мощностей двух генераторов

Мощности, выделяющиеся в нагрузочных и балластных сопротивлениях, соответственно равны:

Коэффициент полезного действия моста, равный отношению мощности  в нагрузке к суммарной мощности, определяется отношением:

где

j - фазовый сдвиг между токами двух генераторов.

2.4. Транзисторные автогенераторы

Кварцевый резонатор.

Условие баланса амплитуд:

где

S₁ – крутизна характеристики;

k_ос – коэффициент обратной связи;

Z_н – модуль сопротивления нагрузки.

Условие баланса фаз:

где

  - фазовые углы.

Стабильность частоты автогенератора:

, где

Dw_k – изменение резонансной частоты контура;

Dj - изменение фазового угла;

w₀ – частота автогенератора;

Q – добротность контура.

где

R_п  - сопротивление потерь;

ρ – характеристическое сопротивление контура;

R_р – резонансное сопротивление параллельного контура;

ω₁ – частота последовательного резонанса кварцевого резонатора;

ω₂ - частота параллельного резонанса кварцевого резонатора;

С₀ – статическая ёмкость кварцедержателя.

2.5. Амплитудная модуляция. Частотная и фазовая модуляции

Мощность в режиме несущей при АМ:

, где

U_H – амплитуда напряжения выходных колебаний модулятора в отсутствие модуляции;

I_H – амплитуда тока несущего колебания;

R_H – эквивалентное сопротивление нагрузки модулятора.

Максимальная мощность при АМ:

, где

U_max – максимальная амплитуда напряжения высокочастотных колебаний;