Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Размещено на /

1. Постановка задачи (задание)

2. Введение

3. Выбор и обоснование структурной схемы

4. Расчет выходного усилителя мощности

4.1 Выбор транзистора

4.2 Расчет электронного режима транзистора

4.2.1 Коллекторная цепь

4.2.2 Базовая цепь

4.3 Расчет элементов схемы усилителя и согласующих цепей

4.3.1 Расчет цепей питания

4.3.2 Расчет входной согласующей цепи

4.3.3 Расчет выходной согласующей цепи

5. Расчет кварцевого автогенератора

5.1 Выбор кварцевого резонатора и транзистора

5.2 Расчет параметров колебательной системы АГ

5.3 Расчет параметров режима работы транзистора

5.4 Расчет параметров элементов цепи питания и смещения

5.5 Расчет варикапа

5.6 Расчет элементов цепи генератора

6. Расчет умножителя частоты

6.1 Выбор типа транзистора и расчет его режима работы

6.2 Расчет элементов схемы

7. Уточнение структурной схемы

8. Схема электрическая принципиальная радиопередатчика

9. Описание конструкции

9.1 Описание корпуса

9.2 Уточнение используемых радиодеталей

9.3 Габаритные размеры радиодеталей и радиокомпонентов

9.4 Расчет катушки индуктивности


1. Постановка задачи (задание)

радиопередатчик модуляция генератор резонатор

Радиопередатчик с ЧМ

1. Назначение устройства: связной.

2. Мощность: Рвых=1,3 Вт

3. Диапазон волн (частот): fвых=310 МГц

4. Характеристики сигналов, подлежащих передаче: частотная модуляция


Радиопередатчик с частотной модуляцией


5. Место установки: носимый

6. Дополнительная нестабильность частоты Радиопередатчик с частотной модуляцией

7. Сопротивление нагрузки: 50 Ом

8. Питание батарейное.


2. Введение


Разрабатываемый передатчик (носимый) будет использоваться для связи между группами людей. Например, между поисковыми отрядами и координационным центром, так и между отрядами, для уточнения действий, получения заданий, сообщения об окружающей обстановке. Поэтому передатчик должен обладать следующими качествами: быть достаточно простым и надежным в использовании, иметь достаточно низкие массогабаритные характеристики, иметь продолжительный ресурс работы и возможность замены элементов питания. Исходя из условий эксплуатации (вне помещений) передатчик должен быть защищен от воздействий окружающей среды и устойчив к перепадам температур.


3. Выбор и обоснование структурной схемы


Исходя из требований к передатчику, выбираем наиболее простую и экономичную в реализации схему: один генератор, умножительные и усилительные каскады. Частотную модуляцию будем осуществлять простым в реализации прямым методом, когда изменение частоты производится в задающем генераторе. Т.к. заданы высокие требования к допустимой нестабильности частоты Радиопередатчик с частотной модуляцией, в качестве задающего генератора будем использовать автогенератор с кварцевым резонатором, в котором кварц работает на основной гармонике. Поэтому для получения на выходе заданной частоты fвых=305 МГц будем использовать каскады умножения частоты. Использование транзисторных умножителей частоты позволяет, как повысить частоту (и девиацию частоты) в "n" раз, так и увеличить мощность входного сигнала, но с ростом коэффициента умножения частоты "n" падает выходная мощность и КПД, поэтому возьмем два каскада умножения частоты на 2 и на 3. Таким образом, кварцевый резонатор будет работать на частоте основной гармоники Радиопередатчик с частотной модуляцией МГц. Т.к. оконечный каскад- усилитель мощности (УМ) потребляет больше всего энергии, то будем его проектировать с высоким КПД. Для возбуждения оконечного каскада и получения требуемой мощности применим цепочку каскадов УМ. В передатчике используется батарейное питание, поэтому нужно стремиться получить высокие значения КПД каскадов. Расчет начнем с оконечного каскада УМ. Примем КПД согласующих цепей ηСЦ=0.8, тогда мощность на выходе каскада Радиопередатчик с частотной модуляцией, задаем его коэффициент усилением по мощности KP=9, тогда мощность возбуждения на входе должна быть Радиопередатчик с частотной модуляцией. Задаем мощность на выходе кварцевого генератора: Радиопередатчик с частотной модуляцией. Далее зададим усиление по мощности каждого из каскадов на основе инженерного опыта. С учетом согласующих цепей получаем следующие значения:

Оконечный каскад УМ KP=7.5, Радиопередатчик с частотной модуляцией.

Буферный усилитель мощности, для усиления мощности после кварцевого генератора: KP=5, Радиопередатчик с частотной модуляцией

Умножитель частоты на 2, Радиопередатчик с частотной модуляцией, KP=5, Радиопередатчик с частотной модуляцией

Умножитель частоты на 2, Радиопередатчик с частотной модуляцией, KP=5, Радиопередатчик с частотной модуляцией

Умножитель частоты на 3 KP=3, Радиопередатчик с частотной модуляцией Радиопередатчик с частотной модуляцией

Получаем, что промежуточный усилитель должен обеспечить Радиопередатчик с частотной модуляцией. Тогда мощность на входе оконечного каскада Радиопередатчик с частотной модуляцией.


Структурную схему передатчика:


Радиопередатчик с частотной модуляцией,


Проведем расчет трех каскадов: выходной усилитель мощности, кварцевый генератор и умножителя частоты на 2.


4. Расчет выходного усилителя мощности


Расчет начинаем с выходного усилительного каскада, т.к. он обеспечивает необходимую выходную мощность передатчика: Рвых=1.3 Вт.

Исходные данные берем из предварительного расчета структурной схемы:

- выходная мощность каскада Рвых1=1.625 Вт,

- частота f=310 МГЦ,

- сопротивление нагрузки 50 Ом,

также выбираем транзистор 2Т925А. Его параметры приведены в таблицах:


Тип прибора Предельные эксплуатационные данные


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией



В А

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

МГц
2Т925А Э 36 4 1,0 0,5 1.8 20 150 85 13.5 200..400

Тип прибора Типовой режим

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


МГц Вт
% В
2Т925А 320 >2 6...9.5 60…70 12.6

Тип прибора Электрические параметры и параметры эквивалентной схемы

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией



В см МГц пФ пФ пФ Ом Ом Ом нГн нГн нГн
2Т925А 50 0.6 0.19 600…2400 4.5…15 5 110 1 0.4 1.5 2.4 1 2.4

Для получения высокого электронного КПД выберем угол отсечки коллекторного тока θ=90о, тогда коэффициенты разложения для косинусоидального импульса:


Радиопередатчик с частотной модуляциейРадиопередатчик с частотной модуляциейРадиопередатчик с частотной модуляциейРадиопередатчик с частотной модуляциейРадиопередатчик с частотной модуляцией


Эквивалентная схема транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


4.2 Расчет электронного режима транзистора


Рвых1=1.625 Вт на рабочей частоте f=310 МГЦ для граничного режима работы.


4.2.1 Коллекторная цепь

1. Напряженность граничного режима:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


2. Амплитуда коллекторного напряжения и тока первой гармоники:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


3. Постоянные составляющие коллекторного, базового и эмиттерного токов:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


4. Максимальная величина коллекторного тока:


Радиопередатчик с частотной модуляцией,


т.е. меньше максимально допустимой величины.


5. Мощности, потребляемые от источника коллекторного питания и рассеиваемая на коллекторе транзистора:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


Рассеиваемая мощность меньше допустимой, транзистор выбран правильно:


6. Электронный КПД коллекторной цепи:


Радиопередатчик с частотной модуляциейили Радиопередатчик с частотной модуляцией


7. Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки току первой гармоники:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


8. Максимальная температура коллекторного перехода (радиатор отсутствует):


Радиопередатчик с частотной модуляцией


4.2.2 Базовая цепь

1. Дополнительной сопротивление в базовой цепи:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


Так как Радиопередатчик с частотной модуляцией, то в реальной схеме можно не ставить сопротивление Радиопередатчик с частотной модуляцией, но оно остается в расчетных формулах.

2. Амплитуда базового тока составит:


Радиопередатчик с частотной модуляцией,


гдеРадиопередатчик с частотной модуляцией

3. Максимальное обратное напряжение на эмиттером переходе:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


Условие Радиопередатчик с частотной модуляцией выполняется и Rд не надо уменьшить.

4. Напряжение смещения на эмиттером переходе:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


5. Активная и реактивная составляющая входного сопротивления транзистора Радиопередатчик с частотной модуляцией.

Для этого рассчитаем элементы в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора: rвх, Rвх, Lвх, Cвх.


Радиопередатчик с частотной модуляцией


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией, тогда

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


6. Мощность возбуждения и коэффициент усиления по мощности:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


4.3 Расчет элементов схемы усилителя и согласующих цепей


Радиопередатчик с частотной модуляцией


4.3.1 Расчет цепей питания

1. Блокировочная индуктивность во входной цепи автосмещения:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


2. Блокировочная индуктивность, развязывающая цепь источника питания по высокой частоте:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


3. Для исключения прохождения постоянной составляющей тока в нагрузку:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


4. Для исключения прохождения постоянной составляющей тока в источник питания (примем RИП=10 Ом ):


Радиопередатчик с частотной модуляцией


4.3.2 Расчет входной согласующей цепи

Требуется согласовать выходное сопротивление транзистора УМ по первой гармонике Rн1 = 50(Ом) и входное сопротивление транзистора оконечного каскада Радиопередатчик с частотной модуляцией.

Т.к. согласовываем каскад мощного усилителя (возбуждение током) с малым входным сопротивлением и Радиопередатчик с частотной модуляцией, то можно использовать простую входную ВЧ цепь, представляющую ячейку ФНЧ Г- образного реактивного четырехполюсника, его эквивалентная схема представлена на рисунке:


Радиопередатчик с частотной модуляциейРадиопередатчик с частотной модуляцией


Обозначим: R1=R`н1=50 (Ом), R2= rвх1, X2= xвх1.

Рассчитываем необходимую величину добротности Г-звена


Радиопередатчик с частотной модуляцией


-достаточно мала, следовательно, цепь не превратится в колебательный контур и ее можно использовать для согласования.

Рассчитаем цепь с емкостью в параллельной ветви, т.к. она имеет лучшие фильтрующие свойства в отношении высших гармоник, чем цепь с параллельной индуктивностью:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


Определяем реактивные сопротивления


Радиопередатчик с частотной модуляциейОм; Радиопередатчик с частотной модуляциейОм.


Вычисляем величины индуктивности и емкости с учетом реактивностей выходного сопротивления транзистора УМ и входного сопротивления транзистора рассчитываемого каскада


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


4.3.3 Расчет выходной согласующей цепи

1. Находим действующее сопротивление:


Радиопередатчик с частотной модуляцией,


проверяем выполнение условия Радиопередатчик с частотной модуляцией иначе, согласование было бы невозможным.

2. Определим реактивные сопротивления:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


3. Рассчитываем необходимую величину добротности второго Г-звена:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


4. Определяем реактивное сопротивление:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


5. Находим последовательное реактивное сопротивление П-цепи:


Радиопередатчик с частотной модуляцией.


6. Вычислим величину индуктивностей и емкостей:


Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией


С учетом емкости СК, стоящей параллельно С1 пересчитаем:


С1'=C1-CК=5.17пФ-4.5пФ=0.67пФ.

Радиопередатчик с частотной модуляцией.


Основные параметры каскада:

Напряжения питанияUКо=12.6 В

Выходная мощность(до согласующей цепи)РВЫХ = 1.625 Вт

Рабочая частотаf = 310 МГц

Коэффициент усиления по мощностиKp = 9.229

КПДη = 73%

Мощность, потребляемая от источникаР0 = 3 Вт

Мощность, рассеиваемая на коллектореРК = 1.39 Вт


5. Расчет кварцевого автогенератора


5.1 Выбор кварцевого резонатора и транзистора


Исходными данными для расчета:

рабочая частота f=51.333 МГц,

мощность в нагрузке РН=0.4 мВт.

Приняв частоту fкв=f, выбираем КР желательно с меньшим значением rкв*Со и выписываем его справочные параметры:


Тип резонатора

Частота fКВ,

Мгц

Сопротивление rКВ,

Ом

Статическая емкость СО, пФ

Добротность

QКВ

Допустимая мощность рассеяния РКВ_ДОП, мВт
РВ-59 51.667 40 1.25

Радиопередатчик с частотной модуляцией

1

Колебательная мощность генератора с КР невелика, поэтому АГ будем выполнять на маломощном транзисторе КТ306Б, с граничной частотой Радиопередатчик с частотной модуляцией. Его параметрами:


Тип транзистора

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Радиопередатчик с частотной модуляцией

Структура

транзистора

КТ306Б 500 40 40 0,6 7 4 0,03 0,15 1.5 n-p-n

Для расчета выбираем схему частотно модулируемого автогенератора с кварцем, включенным в контур:

Схема с КР в контуре удобна тем, что возбуждение может происходить как на основной частоте, так и на механических гармониках. Так же схема позволяет включить в колебательный контур варикап, для осуществления прямой частотной модуляции.


Радиопередатчик с частотной модуляцией


1. Вычислим нормированную статическую емкость КР:


Радиопередатчик с частотной модуляцией


2. Коэффициенты разложения косинусоидального импульса при угле отсечки θ=60 градусов:


Радиопередатчик с частотной модуляцией, Радиопередатчик с частотной модуляцией,Радиопередатчик с частотной модуляцией,Радиопередатчик с частотной модуляцией,Радиопередатчик с частотной модуляцией


3. Режим автогенератора выбираем недонапряженным для уменьшения тока во входной цепи:


Радиопередатчик с частотной модуляцией, возьмем Радиопередатчик с частотной модуляцией

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: