Реферат: Радиопередатчик

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 /> 1.2/>10

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.

А.М.

/>/>/> У.М. П.У. G

/>/>

В состав Р.П. входят:

1. Автогенератор с кварцевой стабилизацией.

2. Предварительный усилитель высокой (радио) частоты.

3. Усилитель мощности

4. Амплитудный модулятор.

5. Антенна.

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.

/>/> Цепь питания Входная согласующая цепь />/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Выходная согласующая цепь /> Цепь смещения

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:

/> Гн. Ф. /> Ф.

/> />

3.1.1/>Порядок расчёта режима работы БПТ.

3.1.2 Расчёт принципиальной схемы УМ.

/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>

Eп.

C3 L2

L3 C5

/> Выход

C1 L1

Вход

/> />

C2 R2 C4 С6

Схема №1. Принципиальная электрическая схема УМ.

Выходная согласующая цепь:

Входная согласующая цепь:

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:

По формулам п.3.1.1 и п.3.1.2 рассчитаем режим работы и принципиальную схему.

Расчёт цепи согласования L2C3:

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 /> автогенераторов, выполняемых на резонаторах в виде />-контуров, менее /> . Однако к современным радиопередатчикам предъявляют более высокие требования по стабильности частоты. Как правило, долговременная относительная нестабильность частоты должна быть не менее чем, что можно обеспечить, применяя кварцевые резонаторы.

5.1 Структурная схема автогенератора с кварцевой стабилизацией.

/> Согласующая цепь Кварцевый резонатор

/>/>

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.

Расчёт кварцевого резонатора.

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

/>, где - амплитуда,/> — частота, — начальная фаза,/> — мгновенная фаза колебания.

Изменяя с помощью управляющего НЧ сигнала амплитуду, 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.)

/>напряжение питания в режиме несущих колебаний (напряжение источника питания); /> амплитуда НЧ колебаний.

/>/> Вход ВЧ /> /> />

Цепь питания

Вход НЧ

Цепь смещения

/> /> /> /> />

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

6.2 Расчёт электрического режима.

Колебательная мощность в максимальном режиме />

Где максимальная глубина модуляции, а выходная мощность в режиме молчания

Выбираем транзистор, способный рассеивать мощность того же порядка, например КТ970А, для которого />

Еп1