|
|
Входное сопротивление антенны 200 ОмСтр 1 из 3Следующая ⇒ ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И СВЯЗИ Кафедра общепрофессиональных дисциплин КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ по курсу «Формирование и передача сигналов» на тему «Проектирование радиопередающего устройства» Выполнил: Курсант Факультета Принял: Алматы, 2003 г. Содержание: с. I. Пояснительная записка………………………………………………….. 3 1. Введение……………………………………………………………….. 3 2. Расчет структурной схемы……………………………………………. 4 3. Расчет лампового устройства…………………………………………. 8 4. Расчет транзисторного генератора 2Т956А………………………….. 10 5. Расчет транзисторного генератора КТ903А…………………………. 12 6. Расчет трансформаторного моста…………………………………….. 14 7. Расчет цепи питания…………………………………………………... 16 8. Расчет согласующей LC – цепи………………………………………. 18 9. Расчет цепи коррекции АЧХ………………………………………….. 21 10. Расчет выходной колебательной цепи……………………………….. 23 11. Расчет антенно-согласующего устройства…………………………... 27 12. Расчет токов и напряжений в режиме несущей……………………... 31 13. Расчет синтезатора частоты…………………………………………... 32 14. Расчет автогенератора с кварцем……………………………………... 33 15. Расчет надежности РПУ………………………………………………. 37 16. Описание схемы работы РПУ………………………………………… 38 17. Описание конструкции РПУ………………………………………….. 39 18. Заключение…………………………………………………………….. 40 II. Графическая часть…………………………………………………………41
Введение
Данное курсовое проектирование представляет собой расчет радиопередающего устройства со следующими основными параметрами:
Диапазон частот 2 10– 240 МГц Мощность в антенне 1 кВт Режим АМ m=0,9 Нестабильность частоты 4,2×10-6 Входное сопротивление антенны 200 Ом Шаг сетки частот 30 к Гц
Проект разрабатывается на основе методики расчета радиопередающих устройств «Радиопередающие устройства» (г.Алматы 1998 г.). В радиотехнической системе данное устройство представляет собой элемент, осуществляющий передачу электромагнитных колебаний (сообщения) в заданном диапазоне и модуляции.
Расчет структурной схемы
Задача составления структурной схемы состоит в том, чтобы определить рациональное число каскадов радиочастоты между возбудителем (АГ) и выходом передатчика, обеспечивающее выполнение заданных технических требований к передатчику. К основным требованиям относятся максимальная выходная мощность (при АМ и ОПМ в пике огибающей радиочастоты), диапазон рабочих частот, виды модуляции. В маломощных передатчиках (менее 100 Вт) колебания возбудителя последовательно усиливается несколькими каскадами усиления до заданной выходной мощности:
В мощных оконечных транзисторных каскадах приходится объединять для совместной работы много транзисторов с помощью схем сложения мощностей нескольких одинаковых каскадов (модулей). Построение передатчика по этому методу несколько повышает его надежность, так как выход из строя одного модуля приводит только к некоторому уменьшению мощности, но не полной потери работоспособности передатчика. Потери в выходной колебательной системе (ВКС) передатчика, в качестве которой может быть антенное согласующее устройство (АСУ), в первом приближении учитывается, взяв примерное значение КПД ВКС из таблицы. Mеньшее КПД относится к ВКС, состоящих из одного, двух контуров, большие из трех, четырех. Если используется АСУ, и выходные каскады передатчика являются широкополосными, то между ними и АСУ включается полосовые фильтры, КПД которых принимаются равными Tаким образом, необходимая (номинальная) мощность Найдем максимальную мощность, которую будет генерировать выходной каскад, с учетом АСУ и полосового фильтра (ПФ), а также учитывать, что коэффициент АМ Найдем максимальную мощность, выдаваемую антенной
Далее, необходимо найти максимальную выходную колебательную мощность, выходного усилительного каскада, с учетом КПД АСУ и ПФ
Это и есть наша номинальная мощность, опираясь на которую мы выбираем лампу. Выходной каскад мы будем строить таким образом, чтобы удовлетворять условия. Для реализации такой небольшой мощности мы применим схему однотактного включения лампового ГВВ. Отсюда следует, что мы выбрали лампу с учетом мощности Для определения коэффициента усиления, необходимо воспользоваться таблицей 1.18. Из таблицы 1.18 с учетом того, что крутизна характеристики
Здесь же мы задаемся условием, что в выходном каскаде мы будем реализовывать АМ. Отсюда следует, что мощность на входе каскада мы будем учитывать без коэффициента модуляции, т.е. в режиме несущей:
В результате мы получим мощность, опираясь на которую мы должны выбирать тип предвыходного транзисторного каскада. В данном каскаде применим схему сложения и вычитания мощности. КПД трансформатора примем равным Мощность на выходе схемы сложения По таблице 1.4 выбираем транзистор 2Т930А со следующими параметрами: ¦¢=400МГц, Р¢=40 Вт, Кр¢=6 – 10, Ек¢=28 В. Определим коэффициент усиления
Находим входную мощность в данном транзисторе
Далее находим мощность, входящую вычитывающий трансформатор
С учетом полученного значения выбираем однотактный каскад на транзисторе 2Т934А: ¦¢=400 МГц, Р¢=3 Вт, Кр¢=6-15, Ек¢=28 В. Исходные данные: ¦=25 МГц, Р=1,6 Вт, Ек=12 В.
Мощность на входе:
Выбираем транзистор следующего однотактного каскада: 2Т934Б, тот же транзистор, который в предыдущем каскаде. 2Т934б: ¦¢=400 МГц, Р¢=12 Вт, Кр¢=4-7, Ек¢=28 В. Исходные данные: ¦=250 МГц, Р=1.72 Вт, Ек=28 В.
В результате мы получим передатчик с мощностью возбудителя
Структурная схема РПУ
Расчет лампового усилителя
1. В соответствии с работой в заданном диапазоне и обеспечении необходимого по структурной схеме коэффициента усиления для выходного каскада выбираем лампу типа ГУ-73Б (генераторный триод). 2. Схема каскада однотактная с общим катодом. 3. Угол отсечки принимаем равным q=90°. 4. Критическое значение коэффициента использования анодного напряжения для схемы с общим катодом:
5. Вычислим напряжение на нагрузке
Проверим выполнение неравенства:
6. Определяем значение тока первой гармоники анода:
По Iа1 и выбранном q определим высоту импульсов тока Iамах и постоянную составляющую тока Iа0:
7. Рассчитаем потребляемую мощность Р0, мощность рассеиваемую анодом Ррас и электронный КПД:
8. Для реализации расчетного КР необходимо следующее сопротивление нагрузки выходной цепи АЭ:
Коллекторная цепь
1. На структурной схеме мы выбрали транзисторы, но при расчете они не смогли обеспечить хороший коэффициент усиления по мощности. Питание принимаем равным Ек=27В. 2. Выбираем угол отсечки коллекторного тока q=90°. 3. Находим амплитуду первой гармоники напряжения на коллекторе в граничном режиме:
4. Максимальное значение напряжения на коллекторе:
Необходимое условие 5. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока
6. Максимальная величина коллекторного тока
Необходимое условие 7. Постоянная составляющая коллекторного тока
Необходимое условие 8. Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания
9. КПД коллекторной цепи
10. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора
11. Допустимая мощность рассеивания на коллекторе транзистора:
Необходимое условие 12. Сопротивление коллекторной нагрузки
Расчет базовой цепи
1. Амплитуда тока возбуждающего генератора
2. Дополнительное сопротивление между выводами базы и эмиттера транзистора
3. Напряжение внешнего источника смещения принимаем равным Е=0 В. 4. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора
5. Входная мощность
6. Коэффициент усиления по мощности
Коллекторная цепь
1. Исходя из необходимого значения мощности выбрали транзистор 2Т934А. 2. Принимаем угол отсечки коллекторного тока q=90°. 3. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе в граничном режиме:
4. Максимальное значение напряжения на коллекторе:
Необходимое условие 5. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока
6. Максимальная величина коллекторного тока
Необходимое условие 7. Постоянная составляющая коллекторного тока
Необходимое условие 8. Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания
КПД коллекторной цепи
10. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора
11. Допустимая мощность рассеивания на коллекторе транзистора:
Необходимое условие 12. Сопротивление коллекторной нагрузки
Расчет базовой цепи
1. Амплитуда тока возбуждающего генератора
2. Дополнительное сопротивление между выводами базы и эмиттера транзистора
3. Напряжение внешнего источника смещения принимаем равным Е=0 В. 4. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора
5. Входная мощность
6. Коэффициент усиления по мощности
Коллекторная цепь
13. На структурной схеме мы выбрали транзисторы, но при расчете они не смогли обеспечить хороший коэффициент усиления по мощности. Питание принимаем равным Ек=27В. 14. Выбираем угол отсечки коллекторного тока q=90°. 15. Находим амплитуду первой гармоники напряжения на коллекторе в граничном режиме:
16. Максимальное значение напряжения на коллекторе:
Необходимое условие 17. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока
18. Максимальная величина коллекторного тока
Необходимое условие 19. Постоянная составляющая коллекторного тока
Необходимое условие 20. Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания
21. КПД коллекторной цепи
22. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора
23. Допустимая мощность рассеивания на коллекторе транзистора:
Необходимое условие 24. Сопротивление коллекторной нагрузки
Расчет базовой цепи
7. Амплитуда тока возбуждающего генератора
8. Дополнительное сопротивление между выводами базы и эмиттера транзистора
9. Напряжение внешнего источника смещения принимаем равным Е=0 В. 10. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора
11. Входная мощность
12. Коэффициент усиления по мощности
Расчет цепи питания
Расчет цепей питания проведем на основании схем:
Расчет цепи питания транзистора 2Т956А:
1. Определим индуктивность блокировочного дросселя 1:
2. Определим емкость блокировочного конденсатора 2:
3. Определим емкость разделительного конденсатора 2:
4. Определи емкость блокировочного конденсатора 1:
5. Определим емкость разделительного конденсатора 1:
Расчет цепи питания транзистора КТ903А:
1. Определим индуктивность блокировочного дросселя 1:
2. Определим емкость блокировочного конденсатора 2:
3. Определим емкость разделительного конденсатора 2:
4. Определи емкость блокировочного конденсатора 1:
5. Определим емкость разделительного конденсатора 1:
Расчет согласующей LC-цепи
Входная согласующая цепь
1. Общий коэффициент трансформации
Принимаем коэффициент трансформации двух Г-цепочек одинаковым:
2. Добротность второй Г-цепочки:
3. Определим значение индуктивности
4. Определим значение емкости
5. Принимаем
6. Добротность первой Г-цепочки
7. Определим значение индуктивности
8. Определим значение емкости
9. Принимаем
10. Общий КПД двух Г-цепочек:
Расчет синтезатора частоты
Рассчитываем синтезатор частот для диапазона 2- 25 МГц с шагом 2 Гц. Стабильность частоты будет определяться со стабильностью кварцевого генератора. Из сигнала частоты опорного генератора (ОГ) или кварцевого генератора (КГ), с помощью делителей частоты (ДЧ) на
После колебания начиная от ДОЧ 1 суммируется в сумматорах и проходят, после каждого сумматора, через фильтры. Формирование колебания идет на усилительные каскады (см. графическую часть). Заключение `` параметрах схем, а также благодаря техническим характеристик и экспериментальных данных транзисторов, ламп, фильтров и др. ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И СВЯЗИ Кафедра общепрофессиональных дисциплин КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ по курсу «Формирование и передача сигналов» на тему «Проектирование радиопередающего устройства» Выполнил: Курсант Факультета Принял: Алматы, 2003 г. Содержание: с. I. Пояснительная записка………………………………………………….. 3 1. Введение……………………………………………………………….. 3 2. Расчет структурной схемы……………………………………………. 4 3. Расчет лампового устройства…………………………………………. 8 4. Расчет транзисторного генератора 2Т956А………………………….. 10 5. Расчет транзисторного генератора КТ903А…………………………. 12 6. Расчет трансформаторного моста…………………………………….. 14 7. Расчет цепи питания…………………………………………………... 16 8. Расчет согласующей LC – цепи………………………………………. 18 9. Расчет цепи коррекции АЧХ………………………………………….. 21 10. Расчет выходной колебательной цепи……………………………….. 23 11. Расчет антенно-согласующего устройства…………………………... 27 12. Расчет токов и напряжений в режиме несущей……………………... 31 13. Расчет синтезатора частоты…………………………………………... 32 14. Расчет автогенератора с кварцем……………………………………... 33 15. Расчет надежности РПУ………………………………………………. 37 16. Описание схемы работы РПУ………………………………………… 38 17. Описание конструкции РПУ………………………………………….. 39 18. Заключение…………………………………………………………….. 40 II. Графическая часть…………………………………………………………41
Введение
Данное курсовое проектирование представляет собой расчет радиопередающего устройства со следующими основными параметрами:
Диапазон частот 2 10– 240 МГц Мощность в антенне 1 кВт Режим АМ m=0,9 Нестабильность частоты 4,2×10-6 Входное сопротивление антенны 200 Ом Шаг сетки частот 30 к Гц
Проект разрабатывается на основе методики расчета радиопередающих устройств «Радиопередающие устройства» (г.Алматы 1998 г.). В радиотехнической системе данное устройство представляет собой элемент, осуществляющий передачу электромагнитных колебаний (сообщения) в заданном диапазоне и модуляции.
Расчет структурной схемы
Задача составления структурной схемы состоит в том, чтобы определить рациональное число каскадов радиочастоты между возбудителем (АГ) и выходом передатчика, обеспечивающее выполнение заданных технических требований к передатчику. К основным требованиям относятся максимальная выходная мощность (при АМ и ОПМ в пике огибающей радиочастоты), диапазон рабочих частот, виды модуляции. В маломощных передатчиках (менее 100 Вт) колебания возбудителя последовательно усиливается несколькими каскадами усиления до заданной выходной мощности:
В мощных оконечных транзисторных каскадах приходится объединять для совместной работы много транзисторов с помощью схем сложения мощностей нескольких одинаковых каскадов (модулей). Построение передатчика по этому методу несколько повышает его надежность, так как выход из строя одного модуля приводит только к некоторому уменьшению мощности, но не полной потери работоспособности передатчика. Потери в выходной колебательной системе (ВКС) передатчика, в качестве которой может быть антенное согласующее устройство (АСУ), в первом приближении учитывается, взяв примерное значение КПД ВКС из таблицы. Mеньшее КПД относится к ВКС, состоящих из одного, двух контуров, большие из трех, четырех. Если используется АСУ, и выходные каскады передатчика являются широкополосными, то между ними и АСУ включается полосовые фильтры, КПД которых принимаются равными Tаким образом, необходимая (номинальная) мощность Найдем максимальную мощность, которую будет генерировать выходной каскад, с учетом АСУ и полосового фильтра (ПФ), а также учитывать, что коэффициент АМ Найдем максимальную мощность, выдаваемую антенной
Далее, необходимо найти максимальную выходную колебательную мощность, выходного усилительного каскада, с учетом КПД АСУ и ПФ
Это и есть наша номинальная мощность, опираясь на которую мы выбираем лампу. Выходной каскад мы будем строить таким образом, чтобы удовлетворять условия. Для реализации такой небольшой мощности мы применим схему однотактного включения лампового ГВВ. Отсюда следует, что мы выбрали лампу с учетом мощности Для определения коэффициента усиления, необходимо воспользоваться таблицей 1.18. Из таблицы 1.18 с учетом того, что крутизна характеристики
Здесь же мы задаемся условием, что в выходном каскаде мы будем реализовывать АМ. Отсюда следует, что мощность на входе каскада мы будем учитывать без коэффициента модуляции, т.е. в режиме несущей:
В результате мы получим мощность, опираясь на которую мы должны выбирать тип предвыходного транзисторного каскада. В данном каскаде применим схему сложения и вычитания мощности. КПД трансформатора примем равным Мощность на выходе схемы сложения По таблице 1.4 выбираем транзистор 2Т930А со следующими параметрами: ¦¢=400МГц, Р¢=40 Вт, Кр¢=6 – 10, Ек¢=28 В. Определим коэффициент усиления
Находим входную мощность в данном транзисторе
Далее находим мощность, входящую вычитывающий трансформатор
С учетом полученного значения выбираем однотактный каскад на транзисторе 2Т934А: ¦¢=400 МГц, Р¢=3 Вт, Кр¢=6-15, Ек¢=28 В. Исходные данные: ¦=25 МГц, Р=1,6 Вт, Ек=12 В.
Мощность на входе:
Выбираем транзистор следующего однотактного каскада: 2Т934Б, тот же транзистор, который в предыдущем каскаде. 2Т934б: ¦¢=400 МГц, Р¢=12 Вт, Кр¢=4-7, Ек¢=28 В. Исходные данные: ¦=250 МГц, Р=1.72 Вт, Ек=28 В.
В результате мы получим передатчик с мощностью возбудителя
Структурная схема РПУ
Расчет лампового усилителя
1. В соответствии с работой в заданном диапазоне и обеспечении необходимого по структурной схеме коэффициента усиления для выходного каскада выбираем лампу типа ГУ-73Б (генераторный триод). 2. Схема каскада однотактная с общим катодом. 3. Угол отсечки принимаем равным q=90°. 4. Критическое значение коэффициента использования анодного напряжения для схемы с общим катодом:
5. Вычислим напряжение на нагрузке
Проверим выполнение неравенства:
6. Определяем значение тока первой гармоники анода:
По Iа1 и выбранном q определим высоту импульсов тока Iамах и постоянную составляющую тока Iа0:
7. Рассчитаем потребляемую мощность Р0, мощность рассеиваемую анодом Ррас и электронный КПД:
8. Для реализации расчетного КР необходимо следующее сопротивление нагрузки выходной цепи АЭ:
  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
. При построении каскадов усиления на основе широкополосных трансформаторов, а также в случае применения широкополосных схем разделения и сложения мощностей, следует учитывать КПД трансформаторов 
.
выходного каскада должна быть больше заданной выходной мощности 
в антенне.
. Заданная выходная мощность в антенне 
. Диапазон частот 210 – 240 МГц.
и данного диапазона частоты. Это ГУ-36Б генераторный триод.
, определяем, что 
. С учетом этого коэффициента, находим входную мощность в выходной каскад. Причем эта мощность вход лампы.
. Далее находим мощность номинальную, опираясь на которую мы будем выбирать тип транзистора.
. Отсюда выходит, что на выходе 1-го транзистора будет с учетом КПД трансформатора 
.
.
.
; 
выполняется.
; 
выполняется.
; 
выполняется.
выполняется.
; 
; 
; 
; 
; 
; 
, определим КПД второй Г-цепочки:
, определим КПД первой Г-цепочки:
и умножитель частоты (УЧ) на 2, получаем следующие соответствующие частоты: 2 Гц; 10 Гц; 100 Гц; 1 кГц; 10 кГц; 100 кГц; 1Мгц; 10 МГц. Далее частоты следуют в датчик опорной частоты (ДОЧ), где формируется 
и 10 (или меньше, в зависимости от 
) колебаний с частотами 
; где 
.