Рефетека.ру / Коммуникации и связь

Курсовая работа: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации


Рязанская государственная радиотехническая академия


КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ


Пояснительная записка


к курсовому проекту по дисциплине

“Радиопередающие устройства”

на тему:

“Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции”


Выполнил: студент группы 615

Лоцманов А. А.


Проверила: преподаватель

Прибылова Н. М.


Рязань, 2006

Содержание


Техническое задание

Введение

1.Структурная схема РПдУ

2. Электрический расчёт

2.1 Расчёт выходного усилителя мощности

2.2 Расчёт выходной колебательной системы

2.3 Расчёт кварцевого автогенератора

Заключение

Список литературы

Приложение

Техническое задание


Технические данные

Наименование параметра

Величина

Выходная мощность

15 Вт

Рабочая частота

33.5 Мгц

Параметры выходной нагрузки

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Ом

Вид модуляции

F3E

Параметры модуляции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциикГц; Fм=300...3400 Гц

Конструктивные разработки узлов

Выходной каскад

Относительная нестабильность частоты

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Уровень побочных составляющих

-60 дБ


Введение


Радиопередающие устройства (РПдУ) представляют сложную систему, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источники питания, устройства охлаждения и защиты.

Диапазон высоких частот обладает огромной информационной ёмкостью, и поэтому его используют для передачи широкополосных сигналов: импульсных, телевизионных, многоканальных сообщений и пр. Радиопередатчики в диапазоне СВЧ применяют в радиолокационных станциях (РЛС), телевидении, ретрансляционных линиях связи, для тропосферной и космической связи, для связи с подвижными объектами, для радиоуправления и бортовой аппаратуры радиопротиводействия и многих других специальных назначений.

В данной работе будут проектироваться основные каскады радиопередающего устройства автомобильной радиостанции. В связи со спецификой к проектируемому РПдУ предъявляются следующие требования:

низковольтное питание от автомобильной системы электроснабжения (аккумулятора);

малое энергопотребление;

высокий КПД;

устойчивость к воздействию внешних факторов таких, как широкий диапазон рабочих температур, влажность, дорожная пыль, ускорения, вибрации и др.

Основные параметры передатчиков низовой радиосвязи определяются действующими стандартами. ГОСТ предусматривает обязательную предкоррекцию амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) (с подъёмом верхних частот) 6дБ на октаву с точностью ±2дБ. Кроме того, для повышения помехозащищённости линии связи модулирующий сигнал подвергают амплитудному ограничению или применяют компрессию (сжатие) его динамического диапазона, что обеспечивает выигрыш по мощности передатчика ЧМ в 2...3 раза.

Актуальность этого прибора в наше время, во время рыночной экономики, при наличии огромного количества информации, которой необходимо оперативно обмениваться, ясна всем. Это РПдУ даст возможность современным предпринимателям быстро осведомлять друг друга об изменении либо подтверждении ранее оговоренного соглашения, поможет вызвать спасателей в трудную минуту, очень сильно облегчит жизнь любому своему владельцу.

1.Структурная схема РПдУ


Требования, предъявляемые к передатчику, можно обеспечить при разных вариантах построения его структурной схемы. Не проводя полного электрического расчёта, можно, пользуясь оценочными сведениями и формулами, сопоставить структурные схемы этих вариантов и выбрать лучший из них.

Структурная схема на ВЧ строится по тем же принципам, что и в диапазоне более низких частот. Решающими при выборе схемы являются требования к нестабильности частоты, обеспечению необходимой мощности на выходе, фильтрации высших гармоник и внеполосных излучений. Ориентировочно считается, что в однокаскадных передатчиках можно реализовать относительную нестабильность частоты не менее 10-4. При меньшей нестабильности передатчики реализуются по многокаскадным схемам. Количество каскадов усиления определяется из условия обеспечения заданного уровня выходной мощности. При этом оконечный усилитель мощности (УМ) называют выходным (ВУМ), а все остальные – промежуточными (ПУМ). За фильтрацию отвечают колебательные системы каскадов (КС), в основном – оконечного (ВКС).

ПУМ должны обеспечивать:

высокий коэффициент усиления по мощности;

необходимую амплитуду (мощность) возбуждения последующего каскада;

высокую устойчивость (отсутствие паразитных колебаний);

уменьшение реакции нагрузки не задающий генератор (буферные усилители (БУ)), тем самым, обеспечивая сохранение стабильности его частоты;

усиление сигнала без превышения уровня допустимых искажений и др.

Требования к ВУМ:

высокий коэффициент усиления по мощности;

высокий КПД (им в основном определяется КПД всего РПдУ в целом);

ВКС должна обеспечивать необходимую фильтрацию и соглосов.

При разработке структурной схемы радиопередатчика определяются входные и выходные параметры отдельных каскадов, их число, тип, количество и схемы включения активных приборов (АП), решаются вопросы стабилизации частоты, модуляции и, наконец, определяются величины питающих напряжений.

Расчёт структурной схемы РПдУ включает в себя следующие основные этапы:

Оценка целесообразности применения одного из известных вариантов структурных схем. Выбор варианта схемы.

Распределение частот колебаний в различных каскадах передатчика.

Определение уровней колебательной мощности по каскадам.

Выбор АП и номиналов питающих напряжений.

Уплотнение (минимизация) структурной схемы передатчика.

Тип структурной схемы проектируемого передатчика выберем с ЧМ прямым методом, так как данная схема наиболее проста и позволяет обеспечить все требуемые параметры РПдУ. Выбранный тип схемы представлен на рис.1.


Рис.1. Линейная структурная схема передатчика с ЧМ (прямой метод).

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Расчёт структурной схемы радиопередатчика следует начать с конца:

Выходной усилитель: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт ,

пусть КПД ВКС Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции ,

тогда Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт.

Рабочая частота ВУМ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц. Этим требованиям удовлетворяет транзистор КТ-920В. Его параметры: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Гц , Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции (остальные параметры транзистора приведены в разделе №4).

Найдём его коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Вт. Это, конечно же, много. То есть, данная приближённая формула в этом случае не работает (она даёт слишком завышенный результат). Поэтому предположим, что Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции. ВУМ и все остальные каскады предварительного усиления целесообразно собрать по схеме с общим эмиттером (ОЭ), так как fо<fгр и используемые транзисторы имеют два эмиттерных вывода, для уменьшения индуктивности общего вывода. Постоянное базовое смещение следует взять равным нулю, так как при этом угол отсечки коллекторного тока близок к оптимальному (90о) и схема упрощается. Таким образом, мощность, необходимая для возбуждения ВУМ: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт. Эту мощность должен развивать на выходе ПУМ1.

Промежуточное усиление: каскадами ПУМ необходимо добиться усиления мощности автогенератора до величины Р`. РАГ=1...2 мВт (это будет показано позже). Рабочая частота их Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц , как и у ВУМ. ПУМ1: КТ-920А, его энергетические параметры: Uкэ=12,6В , для получения на выходе Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Вт необходимо на вход подать мощность Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции мВт, которую должен развивать ПУМ2. АП в ПУМ2 выберем транзистор КТ-343А. Его параметры Рк доп=150 мВт , Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции , Uкэ=12,6В. Тогда Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции мВт.

Умножитель частоты: для получения необходимой рабочей частоты следует использовать УЧ с коэффициентом умножения 2. АП в нём можно использовать тот же, что и в ПУМ2: транзистор КТ-343А, но так как КПД УЧ меньше, чем у УМ, то меньше и коэффициент усиления. Его приближённо можно посчитать по формуле Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции. Тогда мощность, требуемая от автогенератора Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции мВт. Так как эту мощность, как будет показано позже, автогенератора может отдавать в нагрузку, то на этом предварительное усиление сигнала можно прекратить.

Буферный усилитель: в рассматриваемом случае можно опустить, так как имеем не высокую рабочую частоту. Его роль (развязку автогенератора с каскадами ПУМ) будет выполнять УЧ.

Задающий генератор, система автоматической подстройки частоты и частотный модулятор: в качестве этого используем автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты и варикапным управлением. АП является всё тот же КТ-343А. Кварцевый автогенератор является составной частью возбудителей, синтезаторов частоты, радиопередающих и радиоприёмных устройств, а также аппаратуры для частотных и временных измерений. По принципу использования кварцевого резонатора схемы КАГ можно классифицировать по трем группам: осцилляторные , фильтровые, схемы с затягиванием частоты. В фильтровых схемах КАГ КР включается последовательно в цепь обратной связи и работает точно на частоте последовательного резонанса КР. Сопротивление КР на этой частоте чисто активное и имеет минимальное значение, что ведёт к резкому увеличению коэффициенту передачи цепи обратной свызи и выполнению условий самовозбуждения КАГ. Достоинство этих схем: относительно большой уровень отдаваемой мощности (на один-два порядка выше чем у оцилляторных схем). В осцилляторных схемах кварцевый резонатор является элементом контура и играет роль индуктивности. Основным достоинством этих схем является простая схемная реализация и малые значения относительной нестабильности частоты колебаний. Но уровень колебательной мощности, который они могут генерировать при сохранении параметров КР, невелик и составляет единицы и десятки милливатт. Этот недостаток можно избежать при использовании в схеме дополнительного каскада промежуточного усиления. Более высокой стабильностью частоты обладает емкостная трёхточка, поэтому будем проектировать КАГ по осцилляторной емкостной трехточечной схеме (рис.2).


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Рис.2. Электрическая схема осцилляторного КАГ по схеме емкостной трёхточки.


ВКС: П-фильтр с дополнительной ёмкостью, обеспечивает согласование выходного сопротивления АП с входным сопротивлением фидера, канализирующего ВЧ энергию к антенне, и фильтрацию побочных и внеполосных излучений, основную долю которых составляют высшие гармоники выходного тока ВУМ.

Таким образом, структурная схема проектируемого РПдУ упрощается. Она изображена на рис.3.


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Рис.3. Структурная схема проектируемого передатчика.

По техническому заданию необходимо рассчитать два основных каскада полученной структурной схемы: КАГ и ВУМ с ВКС. Эти каскады определяют основные параметры и характеристики РПдУ такие, как КПД, мощность в антенне, стабильность частоты и уровень побочных излучений.

2.Электрический расчет


Исходные данные на курсовой проект:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Ом

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциидБ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Гц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Исходные данные на транзистор КТ-920В:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГн Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГн Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГн Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииоС

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц


Так как предполагаемый коэффициент усиления по мощности транзистора равен 10, то можно использовать упрощённую методику расчёта.


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


2.1 Расчёт выходного усилителя мощности


Как упоминалось ранее, выходной каскад и все каскады ПУМ и УЧ будут собраны по схеме с общим эмиттером (рис.4). Причём в выходном каскаде для оптимизации КПД и усилительных свойств каскада выбираем угол отсечки коллекторного тока, равный 90о . Такой режим предусмотрен по конструкции транзистора при нулевом постоянном смещении по базовой цепи. При этом схема упрощается (рас.5).

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Рис.4. Электрическая схема усилителя с ОЭ (каскады ПУМ и УЧ).


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Рис.5. Электрическая схема усилителя с ОЭ (каскады ВУМ с ВКС).


Итак, начинаем расчёт:

1.Сопротивление потерь коллекторного в граничном режиме:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


2.Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


3.Напряжение и первая гармоника тока нагрузки, приведённые к ЭГ:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА


4.Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведённые к ЭГ:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


5.Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА


6.Крутизна по переходу:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В


7.Сопротивление рекомбинации:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


8.Крутизна статической характеристики коллекторного тока:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В


9.Коэффициенты уравнения:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


10.Коэффициент разложения:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


обозначения: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

11.По таблице на основе Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциинаходим: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции,Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции,Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

12.Амплитуда тока базы:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА


13.Модуль коэффициента усиления по току, приведённый к ЭГ:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


14.Пиковое обратное напряжение на эмиттере:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ


Это напряжение должно быть меньше допустимого напряжения перехода база-эмиттер Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции В. Как видно, условие выполняется.


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

15.Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Zвх = rвх1 + jxвх1


16.Коэффициент усиления по мощности:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Коэффициент получился завышенным, так как граничная частота используемого транзистора на порядок больше рабочей частоты. Учитывая это, можно грубо предположить, что реальный коэффициент усиления по мощности будет тоже ниже на порядок, то есть около 10, как и предполагалось в начале расчёта.

17.Постоянная составляющая коллекторного тока:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА


18.Мощность, потребляемая от источника питания:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


19.КПД коллектора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

20.Входная мощность:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


21.Рассеиваемая мощность:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


22.Составляющие сопротивления нагрузки, приведённые к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Zн = Rн + jXн


Сопротивление Хн в данном случае имеет отрицательный знак. Его удобно реализовать в виде ёмкости с Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


2.2 Расчёт выходной колебательной системы


1.Определение КПД промежуточного контура:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции K=3.162Ч105

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииРадиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииРадиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииРадиопередающее устройство автомобильной радиостанцииРадиопередающее устройство автомобильной радиостанцииРадиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Как было оговорено ранее, в качестве ВКС будет использоваться П-образный фильтр с дополнительной ёмкостью (рис.6). Его нагрузкой является фидер с Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Ом.


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Рис.6. П-фильтр с дополнительной ёмкостью.


2.Расчёт промежуточного контура:

Пусть Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции, тогда добротность нагруженного контура:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Волновое сопротивление контура находится в пределах 20...30 Ом. Положим, для определённости Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм. (Обозначения Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции)

Расчёт ёмкости С1:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Емкость С1 включает в себя выходную ёмкость транзистора Свых. Для уменьшения влияния Свых на настройку контура при замене транзистора желательно иметь С1>2 .Свых, что мы и имеем: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ.

Собственное активное сопротивление потерь:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Вносимое сопротивление в контур со стороны фидера:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Сопротивление связи с фидером, а значит и ёмкость связи:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Ёмкость С2:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Индуктивность контура:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГн


Мощность, генерируемая в критическом режиме:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


3. Расчёт КПД передатчика: основная ответственность за уровень КПД лежит на ВУМ, так как ПУМ, а тем более КАГ, работают на малом уровне мощности, и потери в этом случае совершенно не соизмеримы с потерями в мощном выходном усилителе. Таким образом,


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции%


2.3 Расчёт кварцевого автогенератора


Параметры кварцевого резонатора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц


Для получения заданной рабочей частоты, по расчётам необходимо настроить кварцевый резонатор (КР) на частоту Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц.

На соответствующую частоту следует подобрать КР. Получим:

Тип среза – ВТ, ориентация среза по осям: yxl/-49o,работа на первой гармонике. Частотный коэффициент Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциикГц .см, резонансный промежуток Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции . Размеры пластины:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциисм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииРадиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциисм Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциисм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциисм или Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциисм


Далее определим параметры кварцевого резонатора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГн

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Добротность кварцевого резонатора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Частота последовательного резонанса:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц


Частота параллельного резонанса:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц

радиостанция модулятор усилитель кварцевый

Допустимая мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором при сохранении его параметров и заданной стабильности частоты:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


Параметры необходимого транзистора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА


По всем требуемым параметрам и характеристикам подходит всё тот же транзистор КТ-343А. Его справочные данные:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции В Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциис Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииоС Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Расчёт остальных параметры транзистора:

Крутизна эмиттерного перехода (по НЧ):


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В


Сопротивление рекомбинации:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Суммарная ёмкость эмиттерного перехода:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Ф


Активная составляющая ёмкости коллектора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Ф


Пассивная составляющая ёмкости коллектора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Омическое сопротивление материала базы:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Коэффициент передачи коллекторного перехода:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Крутизна коллекторного перехода (по НЧ):


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В


Крутизна базового перехода:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В


Граничная частота транзистора по крутизне:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц


Выбор угла отсечки и расчёт управляющего сопротивления КАГ:

Управляющее сопротивление автогенератора представляет собой произведение сопротивления нагрузки на коэффициент обратной связи. Оно определяется из условия баланса амплитуд:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Модуль крутизны проходной характеристики в рабочей точке определяется из выражения для критической крутизны: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции. А угол отсечки выбираем сами Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции, тогда коэффициенты Берга имеют значения:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции , Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции , Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции.


Расчёт входных и выходных проводимостей КАГ:

Усреднённые по первой гармонике коллекторного тока входная и выходная проводимости, а также усреднённые значения входной и выходной ёмкости транзистора в режиме больших амплитуд могут быть найдены по следующим формулам:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциис

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциис

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииСм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииСм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Расчёт сопротивлений Х1 и Х2 емкостного делителя КАГ:

Управляющее сопротивление кварцевого резонатора мощно записать в следующем виде:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции , где


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции - сопротивление ёмкости кварцедержателя (Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции);

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции - коэффициент обратной связи КАГ.

От величины Ко зависит степень влияния входных и выходных проводимостей транзистора на нестабильность частоты. При уменьшении Ко возрастает влияние выходной проводимости транзистора и уменьшается влияние его входной проводимости. С увеличением Ко влияние выходной проводимости транзистора на частоту автогенератора уменьшается, а влияние его входной проводимости увеличивается. Обычно величина выбирается в пределах 0,2 ... 0,8. Но, так как входная проводимость, полученная в ранее, много меньше выходной, то следует выбирать Ко меньшим. Положим Ко=0.2 .

Расчёт сопротивлений Х1 и Х2 будем выполнять методом последовательного приближения, то есть сначала определим эти параметры в первом приближении (последний индекс расчётных величин 1), а затем на основе полученных результатов проведём второе приближение (последний индекс расчётных величин 2), и так далее. Расчёт можно считать законченным в том случае, когда отличие результатов последнего и предпоследнего приближений отличаются не более, чем на 10%.

Итак, результаты первого приближения:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциирад

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииСм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм2

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Второе приближение:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Сравнение: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции% ,

так как имеем относительную ошибку менее 10%, то, как было упомянуто ранее, имеем конечный результат:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм.


При этом коэффициент обратной связи Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции,

то есть тот, что и был задан. И управляющее сопротивление: полеченное ранее: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм , а полеченный сейчас по вышеприведённой формуле: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм . Видно, что различие в пределах 10% погрешности.

Расчёт частоты генерации и коэффициента обратной связи КАГ:

Частота генерации КАГ:

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


При правильном расчёте должно иметь место неравенство: Fкв1<fген<Fкв2, и частота fген должна находиться вблизи частоты последовательного резонанса Fкв1. В результате расчётов именно это и имеем:Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГц . Тогда, величины внешних емкостей С1 и С2 равны:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Модуль коэффициента обратной связи:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Расчёт энергетических показателей КАГ:

1.Амплитуда переменного напряжения на базе: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ

2.Постоянная составляющая базового тока: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА

3.Напряжение смещения на базе транзистора:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ


4.Амплитуда переменного

напряжения на базе транзистора: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ

5.Амплитуда напряжения на коллекторе в критическом режиме:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ


Проверка напряжённости режима КАГ проводится с целью обеспечения недонапряжённого режима, то есть должно выполняться условие Uмк<Uмккр. Как видно, это условие выполняется.

6.Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА


7.Колебательная мощность КАГ:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


Эта мощность должна быть больше, чем колебательная мощность КАГ, которая планировалась при расчёте структурной схемы (Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт), как раз то, что мы и имеем.

8.Мощность, подводимая от источника коллекторного питания:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт


9.КПД коллекторной цепи: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции%

10.Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт

Эта мощность не должна превосходить допустимую рассеиваемую мощность коллектора (Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции), что и имеем.

Так как все условия выполнены, то энергетический режим КАГ соответствует требуемому.

Расчёт мощности, рассеиваемой кварцевым резонатором:

Напряжение на кварцевом резонаторе:Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ

Мощность, рассеиваемая на резонаторе:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции, где


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции, тогда Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт, а Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВт. Следовательно, рассеиваемая мощность в пределах нормы.

Расчёт цепей смещения КАГ:

Для термостабилизации рабочей точки в автогенераторах применяется автосмещение в цепи эмиттера. Сопротивление Rэ выбирается в пределах 200 ... 300 Ом (пусть Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм). Тогда напряжение источника питания выбирается равным:Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ

Для мягкого самовозбуждения в транзисторных автогенераторах используется начальное отпирающее смещение (Ебнач>Еб).

Пусть


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ


Полное напряжение между базой и эмиттером транзистора в установившемся режиме: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции, где Rб – сопротивление смещения в базовой цепи, его выбирают так, чтобы можно было обойтись без дросселя в цепи базы, а именно Rб=(10..20).Rупр. Пусть


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Тогда Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииВ

Сопротивления резистивного делителя R1 и R2:


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм


Расчёт вспомогательных элементов КАГ:

Ёмкость блокировочного конденсатора в цепи эмиттера выбирается из условия Хсэ<<Rэ, откуда


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Индуктивность блокировочного дросселя в цепи коллектора определяется из условия fк<fген


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции, тогда Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииГн


Ёмкость блокировочного конденсатора в цепи коллектора определяется из условия ХСбл<<Хдр


откуда Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ


Определение нестабильности частоты КАГ:

Частота автогенератора варьируется во время его работы. Эти изменения обусловлены внешними воздействиями: полезными и вредными. К полезным относим изменение частота АГ в зависимости от управляющего сигнала (модулирующего низкочастотного напряжения Uмод). А к вредным – изменение частоты в связи с воздействием на АГ внешних факторов, таких как температура, влажность, давление, электромагнитные поля, радиация и многое другое. Различают кратковременную и долговременную нестабильность. Кратковременная нестабильность измеряется за время менее 1 секунды. Она появляется за счёт фазовых флюктуаций токов, шумов (тепловых и дробовых) и приводит к размыванию спектральной линии и, следовательно, к появлению шумов в канале связи. Долговременная нестабильность частоты измеряется за время более 1 секунды, появляется из-за нестабильности температурных параметров элементов, нестабильности источников питания, старения элементов и др., и приводит к смещению спектральной линии по оси частот, вследствие чего необходимо увеличивать полосу частот на канал связи. Долговременная нестабильность превышает кратковременную на 2...3 порядка.

Нестабильность частоты автогенератора – это средний квадрат нестабильностей частоты, обусловленных действием различных дестабилизирующих факторов: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции.

Ниже в таблице приводятся нестабильности в соответствии с факторами, их вызывающими. А формулы, по которым эти величины рассчитывались, приведены под таблицей.


Параметр

Относительная погрешность

Нестабильность частоты


%

значение


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

5

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

5

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииФ

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииОм

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА/В

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциирад

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанциирад

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА

10

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанцииА

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции1/оС

------

------


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции1/оС

------

------


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции


Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Заключение


В заключении необходимо отметить, что полученное задание к курсовому проекту было успешно выполнено. В итоге проделанной работы были разработаны принципиальные электрические схемы и рассчитаны параметры и элементы кварцевого автогенератора и выходного усилителя мощности с его выходной колебательной системой.

Список литературы


1.Радиопередающие устройства. Под ред. В.В. Шахгильдяна, М., «Радио и связь», 1990г.

2.Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: / Справочник. Под ред. Э.Т. Романычевой, М., «Радио и связь», 1989г.

3.Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Под ред. Г.М. Уткина, М., «Советское радио», 1979г.

4.Г.Б. Альтшуллер, Управление частотой кварцевых генераторов. М. «Связь»,1969г.

5.Методические указания к упражнениям по дисциплине «Радиопередающие устройства». Под ред. Ю.Л. Мишина, Рязань, РРТИ, 1980г. (№545)

6.Разработка и расчёт колебательной системы диапазонного выходного усилителя мощности: Методические указания к практическим занятиям / Сост. Ю.Л. Мишин, Н.М. Прибылова; Под ред. Ю.И. Судакова. – Рязань: РРТИ, 1988г. (№1520)

7.Теория нелинейных электрических цепей: Методические указания по исполнению ВТ в курсовой работе / РРТИ; Сост. Р.А. Ваккер. Рязань, 1991г. (№1826)

8.Расчёт кварцевого автогенератора: Методические указания к практическим занятиям / Н.М. Прибылова, В.Н. Сухоруков; РГРТА, Рязань, 1998г. (№2744)

9.Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / Под ред. Б.Л. Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981г.

10. Конспект лекций по дисциплине «Радиопередающие устройства», 1999г.

11. Расчёт генератора с внешним возбуждением: Методические указания / РРТИ; Сост. П.А. Крестов, Н.М. Прибылова. Рязань, 1990г.

Приложение


Поз. обозн.

Наименование

Кол.

Примечания






Сопротивления:

R8 МЛТ – 0,125 – 10 кОм ± 5% 1
R9 МЛТ – 0,125 – 920 Ом ± 5% 1
R10 МЛТ – 0,125 – 250 Ом ± 5% 1





Конденсаторы:

C3 СП5 – 16 – 15,6 нФ ± 5% 1
C4 СП5 – 16 – 3000 пФ ± 5% 1
C5 СП5 – 16 – 15000 пФ ± 20% 1
C28 К50 – 35 – 960 пФ ± 10% 1
C29 К50 – 35 – 280 пФ ± 10% 1
C30 К50 – 35 – 600 пФ ± 10% 1





Катушки индуктивности:

L16 142,5 нГн






Транзисторы:

VT1-VT3 КТ – 343А 3
VT4 КТ – 920А 1
VT5 КТ – 920В 1

Размещено на Allbest.ru

Похожие работы:

  1. • Радиопередающие устройства
  2. • Радиопередающие устройства
  3. •  ... и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств
  4. •  ... и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств
  5. • Исследование радиопередающего устройства
  6. • Современные тенденции развития радиопередающей техники
  7. • Связные радиопередающие устройства с частотной ...
  8. • Расчет радиопередатчика с ЧМ модуляцией
  9. • Структурные схемы цифровых радиопередающих устройств
  10. • Связной радиопередатчик с частотной модуляцией
  11. • Эксплуатация РТС
  12. • Проектирование автомобильного передатчика
  13. • Общие сведения об организации радиосвязи в авиации
  14. • Радиопередатчик радиорелейной линии с цифровой ...
  15. • Расчет генератора с внешним возбуждением
  16. • Передатчик связной радиостанции
  17. • Передающий модуль бортового ретранслятора станции активных ...
  18. • Расчёт радиопередатчика с АМ-модуляцией
  19. • Расчет каскадов ЧМ передатчика
Рефетека ру refoteka@gmail.com