Требуемый уровень подавления внеполосных излучений
aтр =40дБ.
При использовании двухтактной схемы уровень подавления высших гармоник
aдт=15 дБ.
Минимально допустимое затухание, которое должен обеспечить фильтр в полосе задержания:
aф=25 дБ.
Производится нормирование частот: при этом частота среза фильтра (fср=12.5 МГц) принимается равной
ωср =1
Частота гарантированного подавления (в данном случае должна подавляться вторая гармоника 2· 8 МГц)
(2.28)
ωs=1.28
Определяем порядок фильтра и неравномерность в полосе пропускания.
Фильтр 7 порядка с неравномерностью 0.177 дБ.
Нормированные элементы фильтра:
С'1=1.335
L'2 =1.385
C'3 =2.240
L'4 =1.515
C'5 =2.240
L'6 =1.385
C'7 =1.335
Проведем денормировку параметров фильтра С= Кс · С'; L= КL · L';
; (2.29)
Рис 2.6 Фильтр нижних частот С1=339.
891 пФ
L2=884.
23 нГн
C3=570.
30 пФ
L4=964 нГн
C5=570.
30 пФ
L6=884.
2 нГн
C7=339.
891 пФ Для настройки фильтра каждая емкость представлена в виде параллельного соединения двух конденсаторов постоянного и подстроечного.
2.7 Расчет трансформаторов на длинных линиях ТДЛ в оконечном каскаде при использовании двухтактной схемы необходимы для подавления четных гармоник (T1) и согласования оконечного каскада с нагрузкой (Т2, Т3). Выбор требуемых значений индуктивностей трансформаторов Трансформатор Т1:
ωн· Lпр1>>Rкэ Пусть ωн· Lпр1=15Rкэ=93.75 Ом, тогда
Lпр1=1.865 мк
Гн Трансформатор Т2:
;; (2.30)
Lпр2=7.46 мк
Гн Трансформатор Т3
; (2.31)
Lпр3=2.49 мк
Гн Выберем феррит 400НН1 с
μн=400±80
Допустимые удельные потери P’ф=0.2−1Вт/см3
fкр=3.9 МГц при Q=50
fкр=6.0 МГц при Q=10
Расчет Т1:
Выберем стандартный кольцевой ферритовый сердечник
D=25мм, d=12 мм, h=9мм Выберем кабель РП6−7-11
Волновое сопротивлениеW=6.3 Ом Погонная емкость Спог=780 пФ/м Допустимое напряжение Uдоп=300 В Допустимый ток Iдоп=11 А Амплитуда магнитной индукции при допустимых потерях:
(2.32)
на частоте fн Q=40
B8раб ≤0.012−0.028 Тл
B30раб≤4.62· 10−3-0.01 Тл С запасом примем
B8раб=6· 10−3 Тл
B30раб=2.3· 10−3 Тл Определяем минимальный объем сердечника на частоте fн=8 МГц:
(2.33)
Uпр =23.45 B
Vмин=1.629 см3
Выберем сердечник с:
внешним диаметром D=25 мм;
внутренним диаметром d=12 мм;
высотой h=9 мм.
Средний диаметр ферритового кольца Dcp=0.5 (D+d) (2.34)
Dср=1.85 см.
Сечение сердечника S=0.5h (D-d) (2.35)
S= 0.585 см2
Объем сердечника V=π· Dср·S (2.36)
V=3.4 см3
Число витков кабеля
(2.37)
ω1=2.76=3 витка Продольная индуктивность
(2.38)
Lпр.расч=4.55 мк
Гн Рассчитанная индуктивность получилась больше требуемой: уменьшим число витков
ω =2 витка
Lпр.расч=2.02 мк
Гн Длина линии lл =(D-d+2h) ω (lл<0.02λ)
lл=6.2 см Трансформатор Т3:
ТДЛ Т3 можно намотать на том же сердечнике, что и Т1. При этом необходимо использовать другой кабель.
Выбор кабеля Волновое сопротивление
Rвх — сопротивление двухтактной схемы
W=25 Ом Кабель КВФ25
a=2.49 мм; с=1 мм;
Амплитуда магнитной индукции при допустимых потерях была определена при расчете трансформатора T1.
Число витков определяется в соответствии с (2.37)
ω 3 =4 витка Продольная индуктивность (2.38):
Lпр. расч=8.09 мк
Гн Оценим величину магнитной индукции первого сердечника
(2.39)
ω - общее число витков трансформаторов Т1 и Т3
На частоте fн=8 МГц
B8раб=1.14· 10−3 Тл На частоте fв=30 МГц
B30раб=3· 10−3 Тл Удельные тепловые потери в феррите
(2.40)
На частоте fн=8 МГц Р’ф 8=1.62· 10−3 Вт /см3
На частоте fв=30 МГц Р’ф30=4.3· 10−4 Вт/см3
Мощность потерь в сердечнике
Pф = Р’ф· V (2.41) Pф=9.5· 10−4 Вт Трансформатор Т2:
Возьмем ферритовый сердечник с такими же параметрами, что и у трансформатора Т1.
В соответствии с (2.37) определим необходимое число витков (Lпр2=7.46 мк
Гн, Uпр=3Uк)
ω2=4 витка
Lпр. расч=8.09 мк
Гн Длина линии lл=12.4 см Оценим величину магнитной индукции второго сердечника
ω - число витков второго сердечника На частоте fн=8 МГц
B8раб=5.98· 10−3 Тл На частоте fв=30 МГц
B30раб=1.59· 10−3 Тл Удельные тепловые потери в феррите На частоте fн=8 МГц Р’ф 8=45· 10−3 Вт /см3
На частоте fв=30 МГц Р’ф30=24· 10−4 Вт/см3
Мощность потерь в сердечнике
Pф=26· 10−3 Вт
2.8 Расчет катушек индуктивности и блокировочных элементов
Расчет катушек индуктивности фильтра.
Определим диаметр провода по известному току I (в амперах), допустимому перегреву (40−60) ºС поверхности провода и частоте f (МГц).
(2.42) d=0.67 мм Выберем из стандартный диаметр провода d=0.69 мм Индуктивность однослойной цилиндрической катушки со сплошной намоткой:
L= Lo n· D·10−3 (2.43)
Lo — параметр, зависящий от l/D
l/D=1.5
D=1 см Для L =964 нГн в соответствии с (2.43) определим число витков
n=14 витков Шаг намотки
τ=l/n
τ=1.07 мм Для L =884.
2 нГн в соответствии с (2.43) определим число витков
n=13 витков Шаг намотки
τ=1.15 мм Блокировочный дроссель L (L) выберем из стандартных на ток Iко=2.4А ДМ — 2,4−20
Конденсаторы C выбираются из условия С =159 нФ Выберем из ряда конденсатор с емкостью С=0.15 мк
Ф Конденсаторы С выбираются из условия С =0.33мк
Ф
Заключение
Таким образом, в результате выполнения данной курсовой работы, спроектировали диапазонный КВ однополосный передатчик, с требованиями указанными в методическом пособии.
В ходе данной работы приобретены навыки в проектировании передатчиков, также умения в выведении вычислений и результатов в схемы.
Условные обозначения символы и сокращения
АМ — амплитудная модуляция БМ — балансный модулятор М — микрофон ОМ — однополосная модуляция ПФ — пьезокерамические фильтры или фильтр на поверхностных акустических волнах ТДЛ — трансформатор на длинных линиях УНЧ — усилитель низкой частоты ФНЧ — фильтр нижних частот ЧМ — частотная модуляция ЭМФ — электромеханического фильтра
Список использованной литературы Анисимов А.: Однополосная радиосвязь. — изд-во: Воениздат, 1961 г.
Булатов Л.И., Гусев Б. В.: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Устройства формирования сигналов» -Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1998 г., 35 с.
Бунимович С, Яйленко Л., Журнал «Радио» 7: Новое в конструировании любительских передатчиков — 1960 г.
Бунимович С., Журнал «Радио» № 12: Универсальный коротковолновый передатчик-возбудитель. — 1959 г.
Бурдейны
Й Ф., Казанский Н., Камалягин А. Шульгин К.: Справочник коротковолновика. — Изд-во: ДОСААФ, М., 1959 г.
Верзунов М., Семенов Л., Лобанов И.: Однополосная модуляция. — Изд-во: Связьиздат. М., 1962 г.
Воробьев В., Гученко. В., Журнал «Радио» № 11: Фазофильтровый метод формирования однополосного сигнала — 1959 г.
Инженерно-технический справочник по электросвязи. VII. Связьиздат, 1956 г.
Калласте А., Калласс X.,. Журнал «Радио» № 9: Бесконтурный фильтр для формирования ССБ сигнала — 1962 г.
Комылевич В., Журнал «Радио» № I: Диапазонный коротковолновый радиоприемник. — 1961 г.
Седов К. И. Москалев Э.С.: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Радиопередающие устройства» — Ленинград: Изд-во С-ЗЗПИ, 1974 г.
Ханзел Г. Е. Справочник по расчёту фильтров. — США, 1969: Пер. с англ. под ред. Знаменского М.: Сов. Радио, 1974 г.
Шахгильдян В.В., Власов В. А., Козырев А. А.: Проектирования радиопередающих устройств: Учеб. Пособие для вузов; Под ред. В. В. Шахгильдяна — М: Радио и связь, 1993 г., 512 с.
Шахгильдян В.В., Козырев В. Б., Луховкин А. А.: Радиопередающие устройства: Учебник для вузов; Под ред. В. В. Шахгильдяна. — М: Радио и связь, 1990 г. — 432 с.
Шумилин М.С., Власов В. А., Козырев А. А.: Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. — М: Радио и связь, 1987 г., 320 с.
Приложения Рис. 1. Структурная схема диапазонного КВ однополосного передатчика Рис. 2. Общая электрическая принципиальная схема проектируемого передатчика
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Радиопередающие устройства» / К. И. Седов, Э. С. Москалев. Ленинград: Изд-во С-ЗЗПИ, 1974.
