Расчёт радиопередатчика с АМ-модуляцией

смотреть на рефераты похожие на «Расчёт радиопередатчика с АМ-модуляцией «.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ Рассчитать радиопередатчик связной с АМ-модуляцией по следующим параметрам:

1.Рабочая частота 2 МГц.

2.Выходная мощность 15 Вт.

3.Относительная нестабильность частоты [pic] [pic]1.2[pic]10[pic].

4.Источник питания 127 / 220. В.

1.

Введение

.

Радиопередающими называют устройства, предназначенные для выполнения двух основных функций — генерации электромагнитных колебаний высокой частоты или сверхвысокой частоты и их модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Радиопередающие устройства входят в состав радиокомплексов, содержащих, кроме того, антенны, радиоприёмные и различные вспомогательные устройства. При проектировании задают параметры, которым должен удовлетворять радиопередатчик. Основными из них являются выходная мощность на рабочей частоте или в диапазоне частот; относительная нестабильность частоты; вид и параметры модуляции.

2.Структурная схема РП.

В состав Р.П. входят: 1. Автогенератор с кварцевой стабилизацией. 2. Предварительный усилитель высокой (радио) частоты. 3. Усилитель мощности 4. Амплитудный модулятор. 5. Антенна.

Расчет Р.П. начнём с усилителя мощности.

3. Усилитель мощности.

Усилитель мощности (УМ) — один из основных каскадов РП; он предназначен для усиления мощности высокочастотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых в задающем автогенераторе, путём преобразования энергии постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний. Следовательно, в состав УМ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Эти элементы называют активными элементами (АЭ). В качестве АЭ в РП наиболее часто применяют биполярные и полевые транзисторы, иногда генераторные диоды (лавинно — пролетные, диоды Ганна).

В состав УМ (рис.1) помимо АЭ входят согласующие цепи, а также цепи питания и смещения. На вход усилителя поступают электромагнитные колебания частоты f от предшествующего каскада, называемого возбудителем. Нагрузкой УМ является входное сопротивление последующего каскада либо линии, ведущей к антенне.

Рис. 1. Структурная схема усилителя мощности.

3.1 Расчёт усилителя мощности на биполярном транзисторе.

Требуется рассчитать режим работы транзистора в схеме с ОЭ с мощностью первой гармоники равной 15 Вт на частоте 2 МГц.

Выберем транзистор КТ903А. Его параметры: [pic] Гн. [pic] Ф. [pic] Ф. [pic] [pic][pic][pic] [pic] 3.1.1[pic]Порядок расчёта режима работы БПТ. [pic] [pic].

[pic].

3.1.2 Расчёт принципиальной схемы УМ.

Eп.

R1.

C3.

L2.

L3 C5.

Выход.

C1 L1.

Вход.

C2 R2.

C4 С6.

Схема № 1. Принципиальная электрическая схема УМ.

[pic] [pic] Выходная согласующая цепь:

[pic].

Входная согласующая цепь: [pic].

Таблица № 1.

|Элемент |Номинал |Ед. измерения | | R1 | 41 | Ом. | | R2 | 43 | Ом. | | C1 | 0.8 | мкФ | | C2 | 25 | нФ. | | C3 | 0.8 | мкФ. | | C4 | 3 | нФ. | | C5 | 0.8 | мкФ. | | С6 | 3 | нФ. | | L1 | 93 | мкГн. | | L2 | 2.7 | мкГн. | | L3 | 2 | мкГн. |.

4. Расчёт предварительного усилителя.

Предварительный усилитель выполнен на транзисторе КТ911А. Расчёт режима и принципиальной схемы.

Еп.

С1 R1.

L1.

L2.

С2 R2.

Схема№ 2. Принципиальная электрическая схема предварительного усилителя.

4.1 Расчёт электрического режима транзистора большой мощности КТ911А. Его параметры: [pic] По формулам п. 3.1.1 и п. 3.1.2 рассчитаем режим работы и принципиальную схему.

[pic] Расчёт цепи согласования L2C3: [pic].

Таблица № 2.

|Элемент | Номинал | Ед. Измерения | | R1 | 1.8 | кОм. | | R2 | 1.82 | кОм. | | C1 | 0.8 | мкФ. | | C2 | 0.6 | нФ. | | L1 | 67 | мкГн. | | L2 | 45 | мкГн. |.

5.Автогенератор. Автогенератор — это источник электромагнитных колебаний, колебания в котором возбуждаются самопроизвольно без внешнего воздействия. В радиопередатчиках автогенераторы применяются в основном в качестве каскадов, задающих несущую частоту колебаний. В зависимости от типа АЭ различают транзисторные и диодные автогенераторы. Идея создания транзисторного автогенератора основана на том, чтобы обеспечить режим транзистора приблизительно такой же, как в УМ. При этом на вход транзистора подаются колебания не от внешнего источника, а из собственного резонатора через цепь обратной связи. Главное свойство резонатора — колебательный характер переходного процесса. Простейший резонатор — это колебательный контур. Относительная нестабильность частоты [pic] автогенераторов, выполняемых на резонаторах в виде [pic]-контуров, менее [pic]. Однако к современным радиопередатчикам предъявляют более высокие требования по стабильности частоты. Как правило, долговременная относительная нестабильность частоты должна быть не менее чем [pic], что можно обеспечить, применяя кварцевые резонаторы.

5.1 Структурная схема автогенератора с кварцевой стабилизацией.

к нагрузке.

5.2 Расчёт автогенератора с кварцевой стабилизацией.

Rбл.

Ссв.

R1.

С2.

Сбл1 R2 С1 Rсм Сбл2.

Схема№ 3. Принципиальная электрическая схема кварцевого автогенератора.

Выберем в качестве АЭ транзистор КТ331А. Его параметры:

Расчёт произведём по указанным ниже формулам.

[pic].

[pic] [pic].

Расчёт кварцевого резонатора. [pic].

[pic].

|Элемент |Номинал |Ед. Измерения | | R1 | 4.66 | кОм. | | R2 | 1 | кОм. | | Rсм | 873 | Ом. | | Rбл | 4.2 | кОм. | | С1 | 0.05 | мкФ. | | С2 | 1.1 | мкФ. | | Ссв | 385 | пФ. | | Сбл1 | 0.8 | мкФ. | | Сбл2 | 900 | пФ. |.

6.Модулятор.

Модулятор — это каскад радиопередатчика, в котором осуществляется модуляция высокочастотных колебаний в соответствии с передаваемым сообщением. Как известно, модуляцией в радиотехнике называют процесс управления одним из параметров высокочастотного колебания [pic], где [pic] - амплитуда,[pic] - частота, [pic]- начальная фаза,[pic]- мгновенная фаза колебания.

Изменяя с помощью управляющего НЧ сигнала амплитуду [pic], получим амплитудную модуляцию.

Структурная схема модулятора изображена на Рис. 2. Преобразование спектра, которое происходит при модуляции, возможно в нелинейных системах либо в линейных системах с переменными параметрами. В качестве НЭ используют п/п диоды и транзисторы.

Рис. 2. Структурная схема модулятора.

6.1.АМ — модуляция изменением напряжения питания.

Выходной ток АЭ зависит от напряжения на коллекторе, особенно сильна эта связь в перенапряжённом режиме. Поэтому можно осуществлять АМ — модуляцию, изменяя напряжение на коллекторе. В данном случае модулирующий сигнал вводят в цепь питания АЭ и напряжения питания (рис. 3.).

[pic]напряжение питания в режиме несущих колебаний (напряжение источника питания); [pic] амплитуда НЧ колебаний.

Вход ВЧ.

Вход НЧ.

Рис. 3. Функциональная структурная схема АМ — модулятора при модуляции напряжением питания.

2. Расчёт электрического режима. Колебательная мощность в максимальном режиме [pic][pic] Где максимальная глубина модуляции [pic], а выходная мощность в режиме молчания [pic] Выбираем транзистор, способный рассеивать мощность того же порядка, например КТ970А, для которого [pic].

Еп1.

R1.

Cбл.

Вход НЧ.

R2.

Еп2.

Выход.

Вход ВЧ Схема№ 4. Принципиальная электрическая схема АМ — модулятора при модуляции напряжением питания.

Расчёт произведём по формулам пункта 3.1.1.

[pic].

В качестве предварительного УНЧ применим каскад, выполненный на микросхеме К174УН9 с типовой схемой включения (рис. 4.).

напряжение.

питания.

+ 100мк 0.1мк.

10мк 1.

1000мк.

+ 8.

16 + Выход.

Вход.

220 0.1мк.

500мк 4.

2 1.

Выходная мощность …5,5 Вт. Чувствительность входа…20 мВ. Напряжение питания…16,5 В. Потребляемый ток…60 мА.

Список используемой литературы:

1. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.

Авторы: Б. Е. Петров, В. А. Романюк.

2. Проектирование радиопередатчиков.

Под редакцией В. В. Шахгильдяна.

3. Схемы устройств формирования радиосигналов.

Авторы: А. И. Александров, М. П. Кевлишвили.

4. Справочник по транзисторам.

5. Каталог по транзисторам и интегральным схемам.

———————————;

G.

П.У.

У.М.

А.М.

АЭ Входная согласующая цепь.

Цепь смещения.

Цепь питания Выходная согласующая цепь Согласующая цепь Кварцевый резонатор АЭ.

[pic].

Входная согласующая цепь несущей частоты.

НЭ с цепями смещения и питания.

Выходная согласующая цепь Входная согласующая цепь сигнала.

АЭ.

Цепь смещения Выходная согласующая цепь Цепь питания К174УН9.