Расчет оконечного каскада передатчика

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: устройства генерирования и формирования сигналов

Тема: радиопередатчик с амплитудной модуляцией мощностью 25 кВт.

Выполнил студент гр. 4091/1 (подпись) А.Э. Кузнецов

Руководитель, асс. (подпись) И.В. Сивчек

«_____» февраль 2015г.

Санкт - Петербург

Содержание

Задание ………………………………………………………………стр 3

Выбор и обоснование структурной схемы………………………стр 4

Расчет оконечного каскада передатчика………………………..стр 8

Расчет предоконечного каскада на лампе ………………………стр 15

Расчет анодного модулятора……………………………………….стр18

Расчет контурной системы…………………………………………стр 25

Автогенератор фирменный на 500кГц……………………………стр 26

ВЧ усилитель на 50 ватт ……………………………………………стр 27

Микрофонный усилитель на 200вт………………………………. стр 28

Микрофон………………………………………………..……………стр 29

Литература …………………………………………………………..стр 30

АМ передатчик мощностью 25 КВт

Задание

1) Радиопередатчик с амплитудной модуляцией

2)f_несущ.=4.3мГц

3)P~=25 КВт(в телефонной точке)

4)R_н=75 Ом несимметричная нагрузка _ф

5)КБВ = 0.90

6)т=0,85 (КПД с учетом всех потерь в фидере)

7)f=50÷15000Гц (источник микрофон КНИ 2%)

8)f/f=10^-6 Стабильность частоты

9) Уровень внедиапазоных излучений Р50мВт

Выбор и обоснование структурной схемы

Обобщенная структурная схема

Автогенератор блок1«AG500KGZ» вырабатывает ВЧ колебания нужной частоты(4.3мГц) с выходным напряжение 200мВ , R_вых=50 Ом .

ВЧ усилитель блок2«Vch-PP50Wt»предназначен для усиление по мощности сигнала с автогенератора частотой 4.3мГц с уровня 200мВ до 25вольт(50ватт).R_вых=50 Ом.

ВЧ усилитель ламповый на мощность 1000Вт. Входное сопротивление 50 Ом. Блок предназначен для усиления по мощности с 50ватт до 1000ватт и подачи умощненного сигнала на оконечный каскад.

Оконечный каскад на лампе состоит из трех мини-блоков. Блок предназначен для достижения необходимой мощности радиопередатчика, и «суммирует» вч и нч сигналы.

Модулятор изменяет параметры несущего сигнала в соответствии с параметрами передаваемого сигнала.

Усилитель микрофона НЧ «блок 3» позволяет усилить слабый сигнал с микрофонного капсюля до полного напряжения раскачки нашего модулятора.

Микрофон «Шорох 8» выполнен в виде готового блока – капсюля. Микрофон это - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока, устройство ввода.

Особенности АМ

« В процессе амплитудной модуляции амплитуда U₀ несущего колебания u₀ (t) = U₀cos(t+) перестает быть постоянной и изменяется по закону передаваемого сообщения. Амплитуда U(t) несущего колебания может быть связана с передаваемым сообщением соотношением:

U(t) = U₀ + k_A e(t), (1.1)

где U₀ - амплитуда несущего колебания в отсутствии сообщения (немодулированное колебание); e(t) - функция, зависящая от времени, соответствующая передаваемому сообщению (ее называют модулирующим сигналом); k_A - коэффициент пропорциональности, отражающий степень влияния модулирующего сигнала на величину изменения амплитуды результирующего сигнала (модулированного колебания).

Выражение для амплитудно-модулированного сигнала в общем случае имеет вид:

u_АМ(t) = [U₀ + k_A e(t)] cos(₀t+). (1.2)

Простейший для анализа случай амплитудно-модулированного колебания получается, если в качестве модулирующего сигнала используется гармоническое колебание (такой случай называется тональной модуляцией):

e(t) = E cos(´t+), (1.3)

где Е - амплитуда, ´ - угловая частота; - начальная фаза модулирующего сигнала.

Для упрощения анализа будем полагать начальные фазы колебаний равными нулю, что не повлияет на общность выводов. Тогда для тональной амплитудной модуляции можно записать:

u_АМ(t) = [U₀ + k_A E cos´t] cos₀t = U₀ [1+ M_Acos´t] cos₀t, (1.4)

где М_A = Е/U₀ - коэффициент амплитудной модуляции (иногда говорят - глубина амплитудной модуляции).

Для определения спектра амплитудно-модулированного колебания выполним несложные преобразования выражения (1.4):

u_АМ(t) =U₀ cos₀t + U₀M_Acos´t cos₀t = U₀ cos₀t + (U₀ M_A/2) cos(₀ - ´)t + (U₀ M_A/2) cos(₀ + ´)t. (1.5)

Из анализа выражения (1.5) следует, что при амплитудной модуляции гармоническим колебанием спектр амплитудно-модулированного сигнала содержит три гармонические составляющие. Гармоническая составляющая с частотой, равной ₀, представляет собой исходную немодулированную несущую с частотой ₀ и амплитудой U₀.

Гармонические составляющие с частотами, равными (₀ - ´) и (₀ + ´) представляют собой продукт амплитудной модуляции и называются, соответственно, нижней и верхней боковыми составляющими. Амплитуды боковых составляющих одинаковы, равны U₀ M_A/2 и расположены симметрично относительно несущей частоты ₀ на расстоянии, равном - ´. Таким образом, ширина полосы частот , занимаемая амплитудно-модулированным колебанием при модуляции гармоническим сигналом с частотой ´, равна =2´.

Графики несущего колебания u₀(t), модулирующего сигнала е(t) и амплитудно-модулированного сигнала u_АМ(t) приведены на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 Тональная амплитудная модуляция:
а) несущее колебание и его спектр (б);
в) модулирующий сигнал и его спектр (г);
д) амплитудно-модулированное колебание и его спектр (е)

При отсутствии модуляции (М_A = 0) амплитуды боковых составляющих равны нулю и спектр амплитудно-модулированного сигнала состоит только из несущего колебания с частотой ₀. При коэффициенте амплитудной модуляции М_A< 1 амплитуда результирующего колебания изменяется от максимального значения U_MAX = U₀(1 + M_A) до минимального U_MIN = U₀(1 - M_A).

Таким образом, коэффициент М_A амплитудной модуляции может быть определен как

М_A = (U_MAX - U_MIN)/(U_MAX + U_MIN). (1.6)

При коэффициенте амплитудной модуляции М_A>1 возникают искажения, называемые перемодуляцией. Такие искажения могут приводить к потере информации и их стараются не допускать.»* цитата из учебника Проектирование радиопередающих устройств автор Шельгильдян В.В. .

Расчет оконечного каскада передатчика

Схема оконечного каскада