Зміст
Реферат
1. Розробка структурної схеми передавача
2. Загальні відомості про автогенераторах
2.1. Розрахунок задає автогенератора
3. Розрахунок помножувача частоти
4. Розрахунок підсилювача потужності
Додаток 1
Додаток 2
Додаток 3
Висновок
Список літератури
Реферат
Метою даної роботи є ознайомлення з схемотехнікою основних блоків радіопередавального устрою, з принципами їх роботи та методиками їх розрахунку. В якості досліджуваного пристрою узятий передавач радіолокаційного маяка. Хоча схеми радіолокаційних маяків постійно вдосконалюються, склад і розрахунки основних блоків у них практично не змінився, змінилася тільки елементна база і нові схемотехнічні рішення побудови цих блоків. Діапазон частот радіомаяків різний, існують системи, що використовують частоти, на яких працюють штатні радіолокаційні станції стеження і супроводу. У даній роботі ми розглянемо структуру рятувального радіомаяка.
1. Розробка структурної схеми радіомаяка.
Передавач радіомаяка випромінює в простір модульовані коливання з частотою 210МГц і мощностью28Вт. У передавачі здійснюється генерація заданої частоти і посилення.
Передавач містить наступні великі вузли:
- Кварцовий автогенератор з частотою кварцу f кв
- Помножувач частоти з коефіцієнтом множення рівним 3
- Тракт підсилення потужності робочої частоти, що здійснює
отримання заданої потужності передавача.
Ставить кварцовий генератор побудований за схемою ємнісної трехточкі. Кварцовий резонатор включений між колектором і базою колектора.
Така схема має ряд переваг:
1. забезпечується висока стабільність частоти
2. генератор має меншу схильність до паразитної генерації на
частоті вище робочої
3. схема побудована без котушок індуктивності
4. частоту генератора можна змінювати в широкому діапазоні шляхом зміни
тільки кварцового резонатора
Помножувачі частоти застосовуються в радіопередавачах головним чином для перенесення спектру стабілізованих кварцом низькочастотних коливань в більш високий частотний діапазон. Крім того, помножувачі частоти використовуються для поглиблення частотної та фазової модуляції. Як правило, частота збільшується в ціле число разів (n), зване кратністю множення. В якості нелінійного елемента використовується варактор.
У передавачі використаний імпульсний модулятор.
Призначення тракту посилення полягає у підвищенні потужності коливання отриманого від задає генератора.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рис.1.1 Структурна схема радіомаяка
2. Загальні відомості про автогенераторах
Автогенератор-це джерело електромагнітних коливань, коливання в якому
збуджуються мимовільно без зовнішнього впливу. Тому автогенератори, на відміну від генераторів із зовнішнім збудженням (підсилювачі потужності), часто називають генераторами з самозбудженням.
У радіопередавачах автогенератори застосовуються в основному в якості каскадів, які задають несучу частоту коливань. Такі генератори входять до складу збудника передавача і називаються задають. Головна вимога, що пред'являється до них, - висока стабільність частоти
Автогенератор.
Схема структурна.
Рис.2.1
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рис.2.2 Принципова схема генератора, що задає
2.1 Розрахунок генератора, що задає
Як задає генератора використовуємо транзисторний АГ з кварцовою стабілізацією частоти (рис.1.2), що працює на частоті
2.2 Вибираємо транзистор малої потужності КТ324А з граничною частотою
Його паспортні дані зведені в Табл.1.1
Табл.1.1
2.3 Обчислюємо граничні частоти, використовуючи формули:
2.4 Розрахунок ланцюгів корекції.
Обчислюємо граничну частоту:
Знаходимо час життя неосновних носіїв у емітер:
Визначаємо активну частину колекторної ємності
Визначаємо
де
Опір, що враховує опір закритого переходу:
Знаходимо ємність корекції:
згідно з рядом вибираємо
Визначаємо загальний опір корекції:
згідно з рядом вибираємо
Так як виконується умова R кор <R з, то коригувальна ланцюг
ефективна.
Крутизна з урахуванням корекції дорівнює:
2.5 Розрахунок електричного режиму
Знаходимо максимальне значення імпульсу струму колектора:
Постійна напруга на колекторі визначаємо за формулою:
Вибираємо кут відсічення рівним
коефіцієнтів Берга
визначаємо
Значення коефіцієнта зворотного зв'язку вибираємо
Розрахунок основних параметрів генератора
Амплітуда першої гармоніки струму колектора:
Амплітуда постійної складової струму колектора:
Амплітуда першої гармоніки напруги бази:
Амплітуда першої гармоніки напруга колектора:
Еквівалентний опір контуру:
Потужність першої гармоніки:
Споживана потужність:
Потужність розсіювання:
Перевіряємо умову
видно, що умова виконується (0.008 <0.015).
Обчислюємо коефіцієнт корисної дії (ККД):
Напруга зсуву:
Перевіряємо умову:
0.2-0,8 <4В
Знаходимо напруженість режиму за формулою:
2. 6 Розрахунок резонатора
Вибираємо індуктивність з
Знаходимо характеристичний опір контуру
Сумарна ємність контуру дорівнює:
Резонансне опір контуру визначаємо за формулою:
Знаходимо коефіцієнт включення контуру
Визначаємо еквівалентну ємність контуру
Ємність
приймаємо
в подальших розрахунках використовуємо саме це значення.
2.7 Розрахунок ємностей
Приймаються
Добротність послідовного ланцюжка
Визначаємо ємність зв'язку:
приймаємо
Ємність, перераховану паралельно ємності
формулою:
Визначаємо ємність
приймаємо
2.8 Розрахунок ланцюга зміщення
Напруга на базі
Внутрішній опір джерела:
Знаходимо опору
приймаємо
опорів
відповідно до низки вибираємо
відповідно до низки вибираємо
Визначаємо номінали блокувальних конденсаторів:
у відповідності зі стандартним поруч ємностей приймаємо
у відповідності зі стандартним поруч ємностей приймаємо
2. 9 Розрахунок ланцюга харчування.
Знаходимо значення опору
у відповідності зі стандартним поруч вибираємо
Напруга живлення:
3. Помножувачі частоти
Помножувачі частоти застосовуються в радіопередавачах головним чином для перенесення спектру стабілізованих кварцом низькочастотних коливань в більш високий частотний діапазон. Крім того, помножувачі частоти використовуються для поглиблення частотної та фазової модуляції. Як правило, частота збільшується в ціле число разів (n), зване кратністю множення.
Оскільки множення частоти - суттєво нелінійний процес, до складу помножувача включають нелінійний елемент (НЕ). Структурна схема помножувача частоти представлена на рис.2.1
Помножувач частоти.
Схема структурна.
Рис. 3 .1
SHAPE \ * MERGEFORMAT 
Рис.3.2 Принципова електрична схема розраховується
помножувача частоти.
3.1 Розрахунок деяких параметрів варактор:
Електронний ККД помножувача з кратністю 3:
Потужність розсіювання
3 .2 Розрахунок режиму роботи варактор
Знаходимо бар'єрну ємність варактор за формулою:
де
бар'єрна ємність
Для варактор 2А602А вона становить
Допустима напруга
Кут відсічки вибирають виходячи зі співвідношення:
Визначаємо нормований коефіцієнт ряду Фур'є:
Знаходимо опір варактор третій гармоніці:
значення М вибираємо рівним М = 1.
Знаходимо еквівалентний опір втрат варактор, усереднене
за 3-ою гармоніці:
де
Реальна частина повного опору варактор на третій гармоніці
дорівнює:
Амплітуду третій гармоніки струму визначаємо за формулою:
Знаходимо твір
Визначаємо амплітуду перший гармоніки заряду:
Визначаємо максимальну напругу на варикапа:
Знаходимо амплітуду першого гармоніки струму:
Опір варактор перший гармоніці струму:
Визначаємо еквівалентне опір втрат по 1-ій гармоніці:
де:
Реальна частина повного опору по першій гармоніці дорівнює:
Потужність на першій гармоніці:
де
(Довідкові дані).
Визначаємо коефіцієнт корисної дії:
3.3 Розрахунок елементів схеми, які задають режим роботи варактор
згідно з рядом
де
Розрахуємо ємність блокувального конденсатора:
Нехай
Для розрахунку дроселя вибираємо
3.4 Вхідний контур для частоти f = 70МГц
Вибираємо індуктивність
3.5 Вихідний контур для частоти f = 210Мгц
Реферат
1. Розробка структурної схеми передавача
2. Загальні відомості про автогенераторах
2.1. Розрахунок задає автогенератора
3. Розрахунок помножувача частоти
4. Розрахунок підсилювача потужності
Додаток 1
Додаток 2
Додаток 3
Висновок
Список літератури
Реферат
Метою даної роботи є ознайомлення з схемотехнікою основних блоків радіопередавального устрою, з принципами їх роботи та методиками їх розрахунку. В якості досліджуваного пристрою узятий передавач радіолокаційного маяка. Хоча схеми радіолокаційних маяків постійно вдосконалюються, склад і розрахунки основних блоків у них практично не змінився, змінилася тільки елементна база і нові схемотехнічні рішення побудови цих блоків. Діапазон частот радіомаяків різний, існують системи, що використовують частоти, на яких працюють штатні радіолокаційні станції стеження і супроводу. У даній роботі ми розглянемо структуру рятувального радіомаяка.
1. Розробка структурної схеми радіомаяка.
Передавач радіомаяка випромінює в простір модульовані коливання з частотою 210МГц і мощностью28Вт. У передавачі здійснюється генерація заданої частоти і посилення.
Передавач містить наступні великі вузли:
- Кварцовий автогенератор з частотою кварцу f кв
- Помножувач частоти з коефіцієнтом множення рівним 3
- Тракт підсилення потужності робочої частоти, що здійснює
отримання заданої потужності передавача.
Ставить кварцовий генератор побудований за схемою ємнісної трехточкі. Кварцовий резонатор включений між колектором і базою колектора.
Така схема має ряд переваг:
1. забезпечується висока стабільність частоти
2. генератор має меншу схильність до паразитної генерації на
частоті вище робочої
3. схема побудована без котушок індуктивності
4. частоту генератора можна змінювати в широкому діапазоні шляхом зміни
тільки кварцового резонатора
Помножувачі частоти застосовуються в радіопередавачах головним чином для перенесення спектру стабілізованих кварцом низькочастотних коливань в більш високий частотний діапазон. Крім того, помножувачі частоти використовуються для поглиблення частотної та фазової модуляції. Як правило, частота збільшується в ціле число разів (n), зване кратністю множення. В якості нелінійного елемента використовується варактор.
У передавачі використаний імпульсний модулятор.
Призначення тракту посилення полягає у підвищенні потужності коливання отриманого від задає генератора.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
G |
f nf |
Імпульсний модулятор |
Тракт посилення потужності |
Рис.1.1 Структурна схема радіомаяка
2. Загальні відомості про автогенераторах
Автогенератор-це джерело електромагнітних коливань, коливання в якому
збуджуються мимовільно без зовнішнього впливу. Тому автогенератори, на відміну від генераторів із зовнішнім збудженням (підсилювачі потужності), часто називають генераторами з самозбудженням.
У радіопередавачах автогенератори застосовуються в основному в якості каскадів, які задають несучу частоту коливань. Такі генератори входять до складу збудника передавача і називаються задають. Головна вимога, що пред'являється до них, - висока стабільність частоти
Автогенератор.
Схема структурна.
Рис.2.1
SHAPE \ * MERGEFORMAT
З бл 1 |
R1 |
R2 |
R бл |
ZQ1 |
З бл 2 |
R см |
С1 |
З кор |
R кор |
С2 |
З св |
R н |
VT |
Рис.2.2 Принципова схема генератора, що задає
2.1 Розрахунок генератора, що задає
Як задає генератора використовуємо транзисторний АГ з кварцовою стабілізацією частоти (рис.1.2), що працює на частоті
2.2 Вибираємо транзистор малої потужності КТ324А з граничною частотою
Його паспортні дані зведені в Табл.1.1
Табл.1.1
| | | ||||||||||||||||||
| 800 | 2.5 | 2.5 | 0.7 | 10 | 0.02 | 180 | 0.01 | 20 | 0.015 | ||||||||||
2.3 Обчислюємо граничні частоти, використовуючи формули:
2.4 Розрахунок ланцюгів корекції.
Обчислюємо граничну частоту:
Знаходимо час життя неосновних носіїв у емітер:
Визначаємо активну частину колекторної ємності
Визначаємо
де
Опір, що враховує опір закритого переходу:
Знаходимо ємність корекції:
згідно з рядом вибираємо
Визначаємо загальний опір корекції:
згідно з рядом вибираємо
Так як виконується умова R кор <R з, то коригувальна ланцюг
ефективна.
Крутизна з урахуванням корекції дорівнює:
2.5 Розрахунок електричного режиму
Знаходимо максимальне значення імпульсу струму колектора:
Постійна напруга на колекторі визначаємо за формулою:
Вибираємо кут відсічення рівним
коефіцієнтів Берга
визначаємо
Значення коефіцієнта зворотного зв'язку вибираємо
Розрахунок основних параметрів генератора
Амплітуда першої гармоніки струму колектора:
Амплітуда постійної складової струму колектора:
Амплітуда першої гармоніки напруги бази:
Амплітуда першої гармоніки напруга колектора:
Еквівалентний опір контуру:
Потужність першої гармоніки:
Споживана потужність:
Потужність розсіювання:
Перевіряємо умову
видно, що умова виконується (0.008 <0.015).
Обчислюємо коефіцієнт корисної дії (ККД):
Напруга зсуву:
Перевіряємо умову:
0.2-0,8 <4В
Знаходимо напруженість режиму за формулою:
2. 6 Розрахунок резонатора
Вибираємо індуктивність з
Знаходимо характеристичний опір контуру
Сумарна ємність контуру дорівнює:
Резонансне опір контуру визначаємо за формулою:
Знаходимо коефіцієнт включення контуру
Визначаємо еквівалентну ємність контуру
Ємність
приймаємо
в подальших розрахунках використовуємо саме це значення.
2.7 Розрахунок ємностей
Приймаються
Добротність послідовного ланцюжка
Визначаємо ємність зв'язку:
приймаємо
Ємність, перераховану паралельно ємності
формулою:
Визначаємо ємність
приймаємо
2.8 Розрахунок ланцюга зміщення
Напруга на базі
Внутрішній опір джерела:
Знаходимо опору
приймаємо
опорів
відповідно до низки вибираємо
відповідно до низки вибираємо
Визначаємо номінали блокувальних конденсаторів:
у відповідності зі стандартним поруч ємностей приймаємо
у відповідності зі стандартним поруч ємностей приймаємо
2. 9 Розрахунок ланцюга харчування.
Знаходимо значення опору
у відповідності зі стандартним поруч вибираємо
Напруга живлення:
3. Помножувачі частоти
Помножувачі частоти застосовуються в радіопередавачах головним чином для перенесення спектру стабілізованих кварцом низькочастотних коливань в більш високий частотний діапазон. Крім того, помножувачі частоти використовуються для поглиблення частотної та фазової модуляції. Як правило, частота збільшується в ціле число разів (n), зване кратністю множення.
Оскільки множення частоти - суттєво нелінійний процес, до складу помножувача включають нелінійний елемент (НЕ). Структурна схема помножувача частоти представлена на рис.2.1
Помножувач частоти.
Схема структурна.
Рис. 3 .1
L бл R c м С бл |
L1 С1 VD L2 C2 |
+ E п |
Рис.3.2 Принципова електрична схема розраховується
помножувача частоти.
3.1 Розрахунок деяких параметрів варактор:
Електронний ККД помножувача з кратністю 3:
Потужність розсіювання
3 .2 Розрахунок режиму роботи варактор
Знаходимо бар'єрну ємність варактор за формулою:
де
бар'єрна ємність
Для варактор 2А602А вона становить
Допустима напруга
Кут відсічки вибирають виходячи зі співвідношення:
Визначаємо нормований коефіцієнт ряду Фур'є:
Знаходимо опір варактор третій гармоніці:
значення М вибираємо рівним М = 1.
Знаходимо еквівалентний опір втрат варактор, усереднене
за 3-ою гармоніці:
де
Реальна частина повного опору варактор на третій гармоніці
дорівнює:
Амплітуду третій гармоніки струму визначаємо за формулою:
Знаходимо твір
Визначаємо амплітуду перший гармоніки заряду:
Визначаємо максимальну напругу на варикапа:
Знаходимо амплітуду першого гармоніки струму:
Опір варактор перший гармоніці струму:
Визначаємо еквівалентне опір втрат по 1-ій гармоніці:
де:
Реальна частина повного опору по першій гармоніці дорівнює:
Потужність на першій гармоніці:
де
(Довідкові дані).
Визначаємо коефіцієнт корисної дії:
3.3 Розрахунок елементів схеми, які задають режим роботи варактор
згідно з рядом
де
Розрахуємо ємність блокувального конденсатора:
Нехай
Для розрахунку дроселя вибираємо
3.4 Вхідний контур для частоти f = 70МГц
Вибираємо індуктивність
3.5 Вихідний контур для частоти f = 210Мгц
4. Розрахунок підсилювача потужності на біполярному транзисторі
Потрібно розрахувати режим роботи транзистора в схемі з ОЕ з потужністю першої гармоніки
4 .1 Виберемо транзистор КТ930А. Його параметри:
4 .2 Розрахунок режиму роботи транзистора:
Знаходимо напруженість режиму:
Знаходимо амплітуду першої гармоніки напруги колектора:
Знаходимо амплітуду першої гармоніки колекторного струму:
Знаходимо постійну складову колекторного струму:
Визначимо корисну потужність:
Визначимо споживану потужність:
Визначимо потужність розсіювання:
Виконаємо перевірку умови
19Вт <75Вт, отже транзистор працює нормально
Обчислимо ККД:
Визначимо амплітуду гармонійного керуючого заряду:
Розрахуємо мінімальний миттєве значення напруги на емітерний перехід:
Виконаємо перевірку умови
|-2.1В | <4В
Обчислимо амплітуду постійної складової напруги на
емітерний перехід:
Розрахуємо колекторне опір:
Розрахуємо амплітуду першої гармоніки сумарного струму бази:
Розрахуємо коригувальний резистор:
Розрахуємо частина вхідної потужності споживаної в
Розрахуємо вхідний опір:
Розрахуємо частина потужності обумовленої проходженням потужності
в навантаження через
Визначимо повну вхідну потужність:
Визначимо коефіцієнт підсилення:
Визначимо вхідні індуктивність:
Розрахуємо вхідну ємність:
4.3 Розрахунок елементів принципової схеми підсилювача потужності
SHAPE \ * MERGEFORMAT
С3 |
VT |
R1 |
R2 |
С1 |
С2 |
L2 |
С4 |
С6 |
С5 |
L3 |
Eп |
Вхід |
Вихід |
L1 |
Рис.4.1 Принципова схема підсилювача потужності
Розрахуємо вихідну погоджує ланцюг:
С4 = С6 =
L3 =
Вхідна согласующая ланцюг:
L1 = 2мкГн
Додаток 1.Спеціфікація до принципової схеми генератора, що задає
| Поз. позначення | Найменування | К - ть | Примітка |
| С1 С2 З бл 1 З бл 2 З кор З св R1 R2 R бл R кор R c м ZQ1 VT | Конденсатори ГОСТ 17597 КТ - Н70 - 300пФ ± 10% КТ - Н70 - 290пФ ± 10% КТ - Н70 - 70пФ ± 10% КТ - Н70 - 0,022 мкФ ± 10% КТ - Н70 - 5пФ ± 10% КТ - Н70 - 15пФ ± 10% Резистори ГОСТ 9664 - 74 МЛТ - 0,5 - 4,3 кОм ± 10% МЛТ - 0,5 - 4,4 кОм ± 10% МЛТ - 0,5-640Ом ± 10% МЛТ - 0,5 - 40Ом ± 10% МЛТ - 0,5 - 330Ом ± 10% Кварцовий резонатор 70МГц Транзистор КТ324 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
Додаток 2 Специфікація до принципової схеми помножувача частоти.
| Поз. позначення | Найменування | К - ть | Примітка |
| С1 С2 C бл R см L1 L2 L бл VD | Конденсатори ГОСТ 17597 КТ - Н70 - 2пФ ± 10% КТ - Н70 - 12пФ ± 10% КТ - Н70-230пФ ± 10% Резистори ГОСТ 9664 - 74 МЛТ - 0,5 - 31кОм ± 10% Котушки індуктивності 0,125 мкГн 0,05 мкГн 22мкГн Варактор 2А602А | 1 1 1 1 1 1 1 1 |
Додаток 3. Специфікація до принципової схеми підсилювача потужності.
| Поз. позначення | Найменування | К - ть | Примітка |
| С1 С3 С5 С4 С6 С2 R1 R2 L1 L2 L3 VT | Конденсатори ГОСТ 17597 КТ - Н70 - 0,05 мкФ ± 10% КТ - Н70 - 0,05 мкФ ± 10% КТ - Н70 - 0,05 мкФ ± 10% КТ - Н70 - 5пФ ± 10% КТ - Н70 - 5пФ ± 10% КТ - Н70 - 35пФ ± 10% Резистори ГОСТ 9664 - 74 МЛТ - 0,5 - 40Ом ± 10% МЛТ - 0,5 - 40Ом ± 10% Котушки індуктивності 2мкГн 0,08 мкГн 0.15мкГн Транзистор КТ930А | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
Висновок
У даній роботі розроблена структурна схема радіомаяка, що працює на частоті 210МГц і вихідною потужністю 28Вт. Розраховані задає автогенератор з кварцовою стабілізацією частоти на біполярному транзисторі КТ324, розрахований помножувач частоти з коефіцієнтом множення 3 на варактор 2А602А, також розрахований підсилювач потужності на біполярному транзисторі КТ930А.
Список літератури
1. Б.Є. Петров, В.А. Романюк Радиопередающие пристрої на напівпровідникових приладах. -М.: Вища школа, 1989.
2. В.В. Шахгільдян, В.А. Власов, Козирєв В.Б. Проектування радіопередавальних пристроїв. - М.: Радіо і зв'язок, 1993.
3. Курс лекцій з предмету «Пристрої формування сигналів» Викладач Тертишник В.В. Саратов: СГТУ