Разработка структурной схемы радиопередатчика. Расчет режима работы выходного каскада и цепей согласования. Выбор стандартных элементов. Конструктивное вычисление катушки индуктивности. Основные требования к синтезатору частот и к источнику питания.
Аннотация к работе
Радиопередающие устройства представляют собой сложную систему, предназначенную для формирования радиосигналов в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источник питания, устройства охлаждения и защиты. В данной работе рассматривается передатчик метрового диапазона волн, предназначенный для использования в носимой трубке радиотелефона. Относительно небольшой радиус действия радиотелефона позволяет использовать в нем передатчик небольшой мощности.Тогда мощность, требуемая от выходного каскада УМ, должна быть несколько выше мощности в нагрузке: , где - колебательная мощность, требуемая от активного элемента выходного каскада (ВК) радиопередатчика. Однако транзистор в выходной каскад следует выбирать с учетом производственного запаса по мощности, характеризуемого коэффициентом , и вида модуляции, характеризуемого коэффициентом k. Используя справочные данные транзисторов, представленные в [4], [5] и [6], выберем транзистор, удовлетворяющий заданным требованиям по мощности и частоте. Транзистор КТ904А имеет граничную частоту 500 МГЦ, предельно допустимую мощность 5 Вт и коэффициент усиления по мощности на частоте при напряжении коллекторного питания и при выходной мощности . Зная коэффициент усиления выходного каскада, можно найти мощность, которая должна подаваться на вход каскада, исходя из определения коэффициента усиления по мощности: , Выходной и первый предвыходной каскад должны согласовываться с помощью цепи согласования.Она основана на переходе от модели транзистора по высокой частоте (ВЧ) к эквивалентной схеме усилителя ОЭ для токов и напряжений первой гармоники. Справочные данные выбранного транзистора КТ904А приведены в таблице 1, где указаны параметры типового режима, соответствующего максимальному использованию транзистора как по мощности, так и по частоте. Рекомендуется мощные ВЧ транзисторы в усилительном режиме использовать по мощности не менее, чем на 40-50% от максимального значения, иначе существенно падает усиление или КПД транзистора. Исходными данными для расчета являются мощность , отдаваемая транзистором, рабочая частота , температура среды . Для дальнейших расчетов токов и напряжений необходимо определить угол отсечки тока ЭГ.Цепи согласования в радиопередатчике выполняют ряд полезных функций, основными из которых являются согласование колмплексных сопротивлений источника возбуждения и его нагрузки (в межкаскадных цепях согласования источником является предыдущий, менее мощный каскад, а нагрузкой - комплексное входное сопротивление следующего, более мощного каскада) и фильтрация побочных гармонических составляющих выходного тока АЭ. В рамках данной работы такие данные были определены только для выходной ЦС, поэтому расчет будет производиться только для этой цепи. Задачи выходной ЦС: 1) преобразование активного сопротивления антенны в оптимальное сопротивление нагрузки транзистора; 2) обеспечение требуемого уровня побочных излучений, т.е. требуемой фильтрации побочных составляющих выходного тока УМ; 3) пропускание в нагрузку части мощности, определяемой КПД ЦС. Со стороны выхода цепи требуется обеспечить сопротивление, равное сопротивлению нагрузки Rн . Т.к. последовательный колебательный контур для тока n-й гармоники, на которую он настроен, представляет нулевое сопротивление, то весь ток этой гармоники потечет через контур, минуя нагрузку.Для практической реализации передатчика необходимо выбрать стандартные элементы цепей согласования и цепей питания по рядам стандартных значений емкостей и сопротивлений. В пределах данной работы выберем стандартные величины элементов выходного каскада и выходной цепи согласования. Напряжение на конденсаторе Сэ равно напряжению на резисторе Rэ и равно . Номинальное значение сопротивления резистора выбрано по ряду Е6, а значения емкостей конденсаторов - по ряду Е24. Необходимо определить напряжения на конденсаторах.Для расчета выберем катушку L1 в выходной цепи согласования. Выберем методику расчета, изложенную в [9], причем рассчитывать будем исходя из известной добротности, т.е. рассчитываемая катушка заранее будет обеспечивать требуемую добротность. Выберем отношение длины провода к диаметру намотки , т.е. длина катушки в 2 раза больше диаметра. По рис.4-6 [9] определяем поправочный коэффициент . Известно, что при расчете фактическая индуктивность катушки получается меньше заданной, поэтому выберем намеренно завышенное значение .Синтезатор частот (СЧ) - это устройство, генерирующее колебания дискретной шкалы частот, синтезируемые из колебаний одного эталонного генератора с заданной стабильностью частоты. И если трубка и базовая станция одного аппарата попадают в зону действия другого, то они должны работать на разных частотных каналах. По заданию относительная нестабильность составляет , что способен обеспечить трехточечный автогенератор, стабилизированный кварцевым резонатором. В на
План
Содержание
Введение
1. Разработка структурной схемы радиопередатчика
2. Расчет режима работы выходного каскада
3. Расчет цепей согласования
4. Выбор стандартных элементов
5. Конструктивный расчет катушки индуктивности
6. Требования к синтезатору частот
7. Требования к источнику питания
Заключение
Список литературы
Введение
Радиопередающие устройства представляют собой сложную систему, предназначенную для формирования радиосигналов в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источник питания, устройства охлаждения и защиты.
Назначение радиопередатчика во многом определяет его технические и конструктивные особенности. В данной работе рассматривается передатчик метрового диапазона волн, предназначенный для использования в носимой трубке радиотелефона. Относительно небольшой радиус действия радиотелефона позволяет использовать в нем передатчик небольшой мощности. Малые габариты и вес трубки предполагают использование компактного монтажа и как можно меньшего количества функциональных элементов. Вид передаваемой информации (в основном это речь) позволяет использовать узкую полосу частот.
Аналогом разрабатываемого радиопередатчика является передатчик радиотелефона SENAO SN-739. Он представляет собой базовую станцию с выносной антенной, питающуюся от сети 220 В, и носимую трубку с телескопической антенной, питающуюся от аккумуляторной батареи, и обеспечивает дальность связи до 30 км на открытой местности и до 18 км в городе. Радиотелефон имеет следующие функциональные возможности: интерком база-трубка (дуплекс), память на 10 номеров, трехсторонняя конференция, встроенное устройство шумоподавления, 512 кодов доступа для защиты от пиратов, функции hold и flash, выбор тональный/импульсный набор, переадресация вызова на трубку и др.