Міністерство Російської Федерації по зв'язку та інформатизації
Кафедра РПУ
Курсовий проект
за курсом Радиопередающие пристрої
"Розробка передавача для радіомовлення в синхронній мережі"
Виконав:
ст-т гр Р-32
Шабанов Д.А.
Перевірив:
Рибочкін В.Є.
Новосибірськ 2006
Зміст
1. Введення
2 Розробка структурної схеми передавача
3. Розрахунок вихідного каскаду
3.1 Розрахунок в піковій точці
3.1.1 Розрахунок анодному ланцюзі
3.1.2 Розрахунок ланцюга керуючої і екранує сіток
3.2 Розрахунок в телефонній точці
3.3 Розрахунок генератора УМК на ЕОМ
4. Розрахунок передвихідного каскаду
4.1 Розрахунок генератора на біполярних транзисторах при колекторної модуляції в схемі з ОЕ
4.1.1 Розрахунок колекторному ланцюзі в максимальному режимі
4.1.2 Розрахунок базової ланцюга в максимальному режимі
5. Розрахунок попереднього каскадів в максимальному режимі
5.1 Розрахунок колекторному ланцюзі в максимальному режимі
5.2 Розрахунок базового ланцюга
6. Розрахунок промислового ККД
Список використаної літератури
1. Введення
Для підвищення ефективності роботи передавачів та поліпшення чутності РВ передач на низьких і середніх частотах були створені і введені в експлуатацію мережі синхронного радіомовлення, в яких більшу кількість радіостанцій, що передають одну й ту ж саму програму, працює на одній загальній частоті. Використання синхронних мереж радіомовлення дозволяє:
при менших випромінюваних потужностях забезпечити задану напруженість поля в обслуговуваних зонах;
скоротити витрати на експлуатацію радіопередавачів або не збільшуючи витрат підвищити напруженість поля в обслуговуваних зонах, і поліпшити на прийомі відношення сигнал-шум;
при використанні в синхронній мережі досить малопотужних передавачів виключити в темний час доби властиві потужним радіостанціям нелінійні і частотні спотворення в зонах завмирання;
підвищити надійність мережі радіомовлення як у випадках можливих аварій окремих передавачів, так і при дії перешкод, створюваних просторовим променем потужних дальніх станцій, що працюють в суміщеному каналі;
2 Розробка структурної схеми передавача
Для вибору підсилювального елемента у вихідному каскаді, виходячи із заданої потужності P ~ т = 5кВт, знаходимо максимальну потужність P ~ max, яка визначається виразом:
де m = 1 глибина модуляції, h кс-коефіцієнт корисної дії коливальної системи. Приймемо h кс = 75%, тоді
Тип генераторної лампи вибирається виходячи з довідкової потужності лампи P ~ лін, так як лампа працює в режимі УМК. За довідковими даними вибираємо лампу ГУ-83Б, яка має P ~ лін = 28кВт.
3. Розрахунок вихідного каскаду
Вихідний каскад працює в режимі посилення модульованих коливань (УМК). Він повинен працювати в недонапруження режимі, тому що в цьому режимі будуть найменші нелінійні спотворення, з кутами відсічки Q = 90 Про Тільки при Q = 90 О і Q = 180 Про виходить лінійне посилення, але при Q = 180 Про потрібна велика потужність.
У вихідному каскаді використовується лампа ГУ-83Б
P ~ max = 26.7кВт J н = 155А S = 65мА / У P адоп = 25кВт
P max = 45кВт З АС1 = 1,2 пФ S кр = 22мА / У P с2доп = 1,8 кВт
E а = 12кВ З ск = 38пФ D = 0.004 P з1 доп = 0,4 кВт
E с2 = 1,5 кВ З с1к = 330пФ f max = 1,6 МГц m c 1 c 2 = 5,8
U н = 8В γ = α 1 / α 0 = 1,5723 α 1 = 0,5 α 0 = 0,318
3.1 Розрахунок в піковій точці
Зробимо розрахунок максимального режиму лампового підсилювача.
3.1.1 Розрахунок анодному ланцюзі
Максимальний коефіцієнт використання анодної напруги:
Амплітуда коливального анодної напруги:
Амплітуда першої гармоніки анодного струму:
Постійна складова анодного струму:
Амплітуда імпульсу анодного струму:
де a 1 - коефіцієнт Берга.
Потужність підводиться до анодного ланцюга генератора:
Потужність розсіюється на аноді лампи генератора:
Коефіцієнт корисної дії генератора по анодному ланцюзі:
Перевірка
Еквівалентний опір анодного навантаження:
Амплітуда сіткової напруги:
де b 1 = 0,5 - коефіцієнт Шулейкіна.
Напруга зсуву на сітці:
3.1.2 Розрахунок ланцюга керуючої і екранує сіток
Пікова напруга на керуючій сітці:
Так як то в ланцюзі сітки, що управляє струму немає.
Знайдемо мінімальне значення напруги на аноді:
Знаючи e c 1 max, e a min, E c 2 знайдемо імпульс струму сітки, що екранує
Кут відсічки Q 2 орієнтовно вибирається в межах (0,5 ¸ 0,7) Q
Q 2 = 0,55 * Q = 0,55 * 90 = 50 O Тоді a 0с2 = 0,183
Знайдемо постійну складову струму екранної сітки
де К 0С = 2 / 3 - поправочний коефіцієнт
3.2 Розрахунок в телефонній точці
Для розрахунку в режимі несучої можна використовувати формули лінійної інтерполяції.
Амплітуда першої гармоніки анодного струму:
де m - глибина модуляції. Постійна складова анодного струму:
Амплітуда напруги на аноді:
Амплітуда напруги на сітці:
Коливальна потужність:
Потужність споживана лампою:
Потужність розсіюється на аноді лампи:
Потужність розсіюється на екранної сітці:
3.3 Розрахунок генератора УМК на ЕОМ
Потужність розсіюється на аноді досягає максимального значення в режимі несучої. Споживана генератором і коливальна потужності мають максимальне значення в піковій точці, причому коливальна потужність змінюється за квадратичним законом, а споживана за лінійним.
ККД має максимальне значення тільки в піковій точці, що не дуже добре, так як передавач 70% часу перебуває в режимі молчнія, коли лампа працює в телефонній точці, де ККД низький.
4. Розрахунок передвихідного каскаду
Передвихідній каскад призначений для попереднього посилення ВЧ сигналу до потужності необхідної для розкачки вихідного каскаду. Також у передвихідні каскаді здійснюється амплітудна модуляція до колекторному ланцюзі. Каскад будується на мосту складання шести підсилювальних модулів для забезпечення безперебійної роботи передавача при виході з ладу одного з модулів.
Кожен з модулів будується за двотактної схемою на 8 транзисторах 2Т970А включених по схемі з ОЕ.
Транзистор має такі характеристики:
r нас = 0.3 Ом e кедоп = 60В r б = 0.2 Ом e бедоп = 4В
r Е = 0 Ом J кодоп = 13А b 0 = 20-80 f 1 ¸ f 2 = 0,9-1,6 МГц
f T = 700МГц f = 100 МГц З К = 120пФ Р ~ = 100Вт
З Е = 600пФ К р = 30 L Е = 0,2 нГн
L б = 0,5 нГн Е к = 28В L К = 5нГн Q = 76 Про
4.1 Розрахунок генератора на біполярних транзисторах при колекторної модуляції в схемі з ОЕ
Потужність припадає на 1 транзистор щаблі у відповідності зі структурною схемою.
P | ~ VT = 83,5 Вт
4.1.1 Розрахунок колекторному ланцюзі в максимальному режимі
Критичний коефіцієнт використання колекторного напруги:
Напруга на колекторі:
Максимальна напруга на колекторі:
Амплітуда першої гармоніки струму колектора:
Постійна складова струму колектора:
Пікове значення струму в ланцюзі колектора:
Вихідний опір по змінному струму:
Потужність споживана транзистором:
Тоді
Коефіцієнт корисної дії:
4.1.2 Розрахунок базової ланцюга в максимальному режимі
Баластний резистор в ланцюзі бази:
Опір бази: де Е Б0 = 0,7 В
Постійна складова струму бази:
Постійна складова струму емітера:
Напруга зсуву на базі:
Розрахуємо активну складову вхідного опору транзистора:
Вихідна потужність:
5. Розрахунок попереднього каскадів в максимальному режимі
5.1 Розрахунок колекторному ланцюзі в максимальному режимі
У каскаді зібраному на транзисторах 2Т934Б потужність припадає на 1 транзистор ступеня складає P | ~ = 11Вт
Транзистор має такі характеристики:
r нас = 1ом e кедоп = 70В L б = 3.1нГн Е к = 28В
r б = 0.2Ом e бедоп = 4В L К = 2.5нГн Q = 90 Про
r Е = 0 Ом J кодоп = 1 (1.5) А, b 0 = 5-150 f 1 ¸ f 2 = 100-400МГц
f T = 600МГц f = 100МГц, С К = 10пФ Р ~ = 12Вт
З Е = 110пФ К р = 30, L Е = 1,2 нГн ККД = 50%
Критичний коефіцієнт використання колекторного напруги:
Напруга на колекторі:
Максимальна напруга на колекторі:
Амплітуда першої гармоніки струму колектора:
Постійна складова струму колектора:
Пікове значення струму в ланцюзі колектора:
Вихідний опір по змінному струму:
Потужність споживана транзистором:
Потужність розсіюється на колекторі:
Коефіцієнт корисної дії:
5.2 Розрахунок базового ланцюга
Баластний резистор в ланцюзі бази:
Постійна складова струму бази:
Постійна складова струму емітера:
Напруга зсуву на базі:
Розрахуємо активну складову вхідного опору транзистора:
Вихідна потужність:
6. Розрахунок промислового ККД
Загальне вираз промислового ККД являє собою:
Споживана потужність анодними ланцюгами всіх каскадів передавача:
Споживана потужність накального ланцюгами всіх каскадів передавача:
Споживана потужність ланцюгами зсуву всіх каскадів передавача:
Додатково споживана потужність системою охолодження, УБС, Тув і збудником передавача:
Список використаної літератури
Конспект лекцій
Методичні вказівки по курсовому і дипломному проектуванню радіопередавальних пристроїв на тему: "Розрахунок техніко-економічних показників проектованого передавача". Укладач Кривогуз А.С. Новосибірськ.: НЕІС, 1985. - 20 с.
Синхронне радіомовлення / під редакцією А.А. Пирогова. - М.: Радіо і зв'язок, 1989.