5. 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).
Рис.2. Электрическая схема осцилляторного КАГ по схеме емкостной трёхточки.
6. 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.
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.
Исходные данные на курсовой проект:
Вт Гц Гц Ом
дБ Гц
Исходные данные на транзистор КТ-920В:
А Вт Гн Ф Ом
В А Вт Гн Ф Ом
В Гн Ф Ом
В А/В оС
В Гц Гц Гц
Так как предполагаемый коэффициент усиления по мощности транзистора равен 10, то можно использовать упрощённую методику расчёта.
Вт
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).
Рис.4. Электрическая схема усилителя с ОЭ (каскады ПУМ и УЧ).
Рис.5. Электрическая схема усилителя с ОЭ (каскады ВУМ с ВКС).
Итак, начинаем расчёт:
1.Сопротивление потерь коллекторного в граничном режиме:
Ом
2.Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:
3.Напряжение и первая гармоника тока нагрузки, приведённые к ЭГ:
В
А
4.Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведённые к ЭГ:
5.Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:
6.Крутизна по переходу:
А/В
7.Сопротивление рекомбинации:
8.Крутизна статической характеристики коллекторного тока:
9.Коэффициенты уравнения:
10.Коэффициент разложения:
обозначения:
11.По таблице на основе находим: ,,
12.Амплитуда тока базы:
13.Модуль коэффициента усиления по току, приведённый к ЭГ:
14.Пиковое обратное напряжение на эмиттере:
Это напряжение должно быть меньше допустимого напряжения перехода база-эмиттер В. Как видно, условие выполняется.
Ф
15.Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:
Zвх = rвх1 + jxвх1
16.Коэффициент усиления по мощности:
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:
18.Мощность, потребляемая от источника питания:
19.КПД коллектора:
20.Входная мощность:
21.Рассеиваемая мощность:
22.Составляющие сопротивления нагрузки, приведённые к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:
Zн = Rн + jXн
Сопротивление Хн в данном случае имеет отрицательный знак. Его удобно реализовать в виде ёмкости с Ф
2.2 Расчёт выходной колебательной системы
1.Определение КПД промежуточного контура:
K=3.162×105
Как было оговорено ранее, в качестве ВКС будет использоваться П-образный фильтр с дополнительной ёмкостью (рис.6). Его нагрузкой является фидер с Ом.
Рис.6. П-фильтр с дополнительной ёмкостью.
2.Расчёт промежуточного контура:
Пусть , тогда добротность нагруженного контура:
Волновое сопротивление контура находится в пределах 20...30 Ом. Положим, для определённости Ом. (Обозначения )
Расчёт ёмкости С1:
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: Ф.
Собственное активное сопротивление потерь:
Вносимое сопротивление в контур со стороны фидера:
Сопротивление связи с фидером, а значит и ёмкость связи:
Ёмкость С2:
Индуктивность контура:
Гн
Мощность, генерируемая в критическом режиме:
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,
%
2.3 Расчёт кварцевого автогенератора
Параметры кварцевого резонатора:
Гц
Для получения заданной рабочей частоты, по расчётам необходимо настроить кварцевый резонатор (КР) на частоту Гц.
На соответствующую частоту следует подобрать КР. Получим:
Тип среза – ВТ, ориентация среза по осям: yxl/-49o,работа на первой гармонике. Частотный коэффициент кГц .см, резонансный промежуток . Размеры пластины:
см
см см
см или см
Далее определим параметры кварцевого резонатора:
Добротность кварцевого резонатора:
Частота последовательного резонанса:
Частота параллельного резонанса:
радиостанция модулятор усилитель кварцевый
Допустимая мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором при сохранении его параметров и заданной стабильности частоты:
Страницы: 1, 2, 3
