Обобщенная структурная схема

АМ передатчик

Расчёт

Дисциплина: Устройства генерирования

и формирования сигналов.

Составил:

Ст. преп. каф. РЭКУ Гимадеева Л.А.

Казань 2016

Содержание

Введение………………………………………………………………………………... 3

1. Обобщенная структурная схема…………………………………………………..... 4

1.1. Структурная схема АМ передатчика…………………………………………….. 7

Приложение 1…………………………………………………………………………… 33

Приложение 2……………………………………………………………………………...36

Список литературы……………………………………………………………………… 41

Введение

При курсовом проектировании прежде, чем производить расчет каскадов, необходимо рассчитать структурную схему радиопередатчика. В предлагаемой методической работе рассматриваются многокаскадные радиопередающие устройства на биполярных транзисторах с амплитудной (АМ), угловой (УМ) и однополосной (ОМ) модуляциями. Результатом расчета структурной схемы является:

а) тип активного элемента каждого каскада;

б) номинальная величина напряжения питания каждого каскада;

в) ориентировочные величины параметров каскадов:

коэффициент усиления по мощности - К_Р,

выходная мощность - Р_вых,

входная мощность - Р_вх,

коэффициент полезного действия - η;

г) количество каскадов.

Проектирование радиопередающего устройства можно разделить на этапы:

А. Расчет высокочастотного тракта.

а) Выбор формирователя модулированного сигнала (радиосигнала):

при АМ- способ модуляции, расчет Р_1нес, Р_1мах, Р_Ω, (см. п. 1.1).

при ЧМ- тип ЧМАГ, расчет U_Ω, P_Ω, U_w (см. п. 1.2).

при ОМ- способ формирования ОМ сигнала, расчет U_Ω, U_w, P_Ω, P_w, U_{вых ом} (см.п.1.3)

б) Выбор активных элементов и расчет их параметров, см. п. 2.

в) Определение количества каскадов (см. п. 1). Если в структурной схеме применены УМ с ОБ и умножители частоты, то параметры каскадов пересчитываются по п. 3 и п. 4 соответственно.

В. Расчет низкочастотного тракта:

а) выбор микрофона (см. п. 5.1.),

б) выбор аналоговой микросхемы (см. п. 5.2.)

в) выбор активных элементов, расчет их параметров, определение количества каскадов, как правило, при АМ (см. п. 1).

Обобщенная структурная схема

Расчет радиопередатчика ведется от конца к началу, т.е. от передающей антенны до возбудителя (автогенератора – АГ). Как правило, при курсовом проектировании задаются следующие параметры:

a. мощность в антенне Р_А,

b. рабочая частота f_раб,

c. относительная нестабильность частоты ,

d. вид модуляции, коэффициент нелинейных искажений К_{ни ;}

диапазон модулирующих частот F_н ….. F_в

e. параметры антенны Z_A = R_A + jX_A или сопротивление фидера ρ_ф,

f. коэффициент фильтрации выходного каскада Ф.

Мощность возбудителя может быть:

при (1.1)

при На рис.1 представлена обобщенная структурная схема радиопередатчика. Подключение модулятора зависит от вида модуляции и будет рассмотрено далее.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема радиопередатчика

Рис. 2. Обобщенная структурная схема ВЧ-тракта передатчика

E_k1 <…< E_{K(k-1 )} <…< E_{K(k-1 )} < E_Kk – напряжение питания максимально в оконечном каскаде и снижается по мере продвижения к началу передатчика, равенство напряжений питания допускается при специальных требованиях.

К_р1 >…> К_Р(к-i) >…> К_Р(к-i) > K_Pk – при правильном расчёте передатчика коэффициент усиления по мощности максимален в начальных каскадах и минимален в оконечном.

ОК – оконечный каскад;

ПРОК – предоконечный каскад;

ПМК – промежуточный каскад;

УмнЧ – умножитель частоты;

В – возбудитель;

М – модулятор.

Модулятор (М) в зависимости от вида модуляции подключается или в конце ВЧ тракта – при АМ или ИМ, или в начале ВЧ тракта – при ЧМ.

При ОМ формирователь ОМ сигнала включается в начале ВЧ тракта, а усилители мощности ВЧ тракта работают в режиме усиления модулированных колебаний, т.е. с низким кпд.

ОК, ПРОК, ПМК, УмнЧ относятся к генераторам с внешним возбуждением (ГВВ) и любой из них включает в себя активный элемент и колебательную систему. В транзисторных радиопередатчиках чаще всего в качестве колебательных систем применяются П- , Г- , Т- образные фильтры, так как они удобны для согласования R_ЭКВКР и R_Н и имеют высокий коэффициент полезного действия , что является одним из основных требований при проектировании генераторов. R_ЭКВКР - это эквивалентное критическое сопротивление коллекторной нагрузки, соответствующее критическому энергетически выгодному режиму генератора , определяется в энергетическом расчете, R_Н- сопротивление нагрузки каскада, в ОК- это сопротивление фидера или антенны, в ПРОК, ПМК, УмнЧ- это входное сопротивление следующего каскада.

Исходя из заданной мощности в антенне Р_А , необходимо определить мощность, которую должен выдать выбранный транзистор с учетом потерь в фидере и колебательной системе

(1.2)

где

Р_ок – мощность на коллекторе оконечного каскада,

- кпд фидера,

для П-, Г-, Т- образных фильтров,

для контура.

Входная мощность оконечного каскада:

(1.3)

где К_р – коэффициент усиления по мощности

Мощность на коллекторе транзистора предоконечного каскада с учетом потерь в колебательной системе:

(1.4)

Аналогично производятся расчеты промежуточных каскадов и умножителя частоты (если он требуется) до тех пор, пока входная мощность первого промежуточного каскада не будет примерно равна выходной мощности автогенератора ф. (1.1):

(1.5)

Если в высокочастотном тракте используется УМ по схеме с общей базой (ОБ), то перерасчет параметров УМ с ОБ проводится в соответствии с п. 3, исходя из рассчитанных параметров УМ с ОЭ. Аналогично следует провести перерасчет параметров при применении умножителя частоты по п. 4.

Низкочастотный тракт связывает датчик звуковых частот (микрофон) с модулируемым каскадом, мощность НЧ тракта и соответственно количество каскадов зависят от вида модуляции (см. последующие пункты). Биполярные транзисторы выбираются также, как и для ВЧ тракта, с учетом требуемой мощности и верхней частоты модуляции F_В . Микрофон ВМ и микрофонный усилитель выбираются по п. 5.

12
• 3
• 4
• Далее ⇒