Разработка радиопередатчика для радиовещания на ультракоротких волнах (УКВ) с частотной модуляцией (ЧМ). Подбор передатчика-прототипа. Расчет структурной схемы. Электрический расчет нагрузочной системы передатчика, режима предоконечного каскада на ЭВМ.
Аннотация к работе
Для обеспечения высококачественным вещанием районов страны с высоким уровнем индустриальных помех (крупные города, промышленные районы) широко используется радиовещание на УКВ с частотной модуляцией (ЧМ). Передатчики УКВ ЧМ вещания проектируются и эксплуатируются как необслуживаемые. Обычно станция вещания на УКВ имеет один - три передатчика, работающих на одну общую антенну. Территориально чаще всего эти станции совмещаются с передающей станцией телевизионного вещания. Разработать радиопередатчик со следующими основными параметрами: Назначение передатчика Передатчик для радиовещания с частотной модуляциейВ сети УКВ ЧМ вещательных станций до недавнего времени преобладали станции "Дождь-2" и "Мед". В качестве передатчика - прототипа используем радиочастотный тракт станции "Дождь-2".Для сравнения рассмотрим передатчик станции "Мед". Станция "Мед" предназначена для передачи трех независимых вещательных программ, передача которых осуществляется отдельными комплектами передатчиков мощностью по 15КВТ с разносом средних частот радиосигналов от 1,15МГЦ до 3,5МГЦ внутри поддиапазона 66…73МГЦ. Каждый передатчик состоит из двух полукомплектов. Структурная схема станции "Мед" представлена на рисунке 2. В отличие от станции "Дождь-2", станция "Мед" может работать как в режиме монофонической, так и стереофонической передачи по системе с полярной модуляцией.Для радиовещательного передатчика с частотной модуляцией мощность составит (для одного полукомплекта): КВТ где: ?тр = 0,85.0,95 - КПД симметрирующих широкополосных трансформаторов с ферритовым сердечником, который применяется при переходе от несимметричного выхода передатчика для подключения к симметричным фидерам; Таким образом, выберем транзистор 2Т921А, его параметры приведены в Таблице 1. В ПОК1 используем модульное построение: Выберем транзистор для ПОК1 каскада и приведем его параметры в таблице 2. Для данной мощности выберем транзистор 2Т931А с параметрами приведенными в Таблице 3. Для данной мощности выберем транзистор 2Т934В с параметрами приведенными в Таблице 4Выходной каскад выполним по однотактной последовательной схеме включения транзисторов 2Т931А. Рассчитаем энергетический режим транзистора. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе Постоянная составляющая коллекторного тока Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистораВыходной каскад выполним по однотактной последовательной схеме включения транзисторов 2Т931А. Рассчитаем энергетический режим транзистора. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе Постоянная составляющая коллекторного тока Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистораЗадающий генератор на биполярном транзисторе, работающий на частоте fp = 66 МГЦ. Выбираем транзистор малой мощности 2Т313А с граничной частотой FT = 200 МГЦ. Определим граничные частоты: Активная часть коллекторной емкости: Сопротивление потерь на базе: Расчет корректирующей цепочки: =336 (Ом) Неравенство есть условие получения недонапряженного режима при относительно слабой зависимости барьерной емкости коллекторного перехода Ск от напряжения ек (для увеличения стабильности частоты). Расчет кварцевого резонатора. В качестве индуктивности выберем кварц АТ (Г) R = 75Ом, rk = 4 Ом, m=2, Q0 = 1000.Рассчитаем необходимый коэффициент фильтрации: Рассчитаем добротность контура: КПД контуров: Проверяем, что заданное сопротивление нагрузки (фидера) больше минимального допустимого: - Рассчитаем емкость С1: (ПФ) Рассчитаем емкость С2: (ПФ) Рассчитаем емкость С3: (ПФ) Для проверки правильности сделанных вычислений воспользуемся соотношением: Рассчитаем коэффициенты трансформации схемы: Рассчитаем добротности П-контура (емкости в МКФ): Где ?=с/fmax=3.108/66.106=4.5 мРасчет промышленного КПД передатчика.В результате проведенных расчетов мы получили необходимые технические показатели передатчика. При построении усилителя предпочтение было отдано биполярным транзисторам по ряду причин: доступность и распространенность биполярных транзисторов; устойчивость к механическим воздействиям; отсутствие цепей накала, что определяет мгновенную готовность передатчика к работе и упрощает вопросы резервирования.
План
Содержание
Введение
2. Подбор передатчика - прототипа
3. Расчет структурной схемы
4. Электрический расчет оконечного каскада
5. Электрический расчет предоконечного каскада
6. Электрический расчет задающего автогенератора
7. Электрический расчет нагрузочной системы передатчика
8. Электрический расчет режима предоконечного каскада на ЭВМ
9. Расчет промышленного КПД передатчика.
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Введение
Для обеспечения высококачественным вещанием районов страны с высоким уровнем индустриальных помех (крупные города, промышленные районы) широко используется радиовещание на УКВ с частотной модуляцией (ЧМ).
Передатчики УКВ ЧМ вещания проектируются и эксплуатируются как необслуживаемые. Обычно станция вещания на УКВ имеет один - три передатчика, работающих на одну общую антенну. Территориально чаще всего эти станции совмещаются с передающей станцией телевизионного вещания. Для радиовещательных и телевизионных станций используется общая антенная башня, общее техническое задание и др. Такое совмещение позволяет существенно снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы.
Высокая эксплуатационная надежность необслуживаемых УКВ ЧМ станций обусловливается построением передатчиков по методу сложения и полным "горением" резервированием возбудителей. Охлаждение передатчиков - воздушное.
В имеющихся в настоящее время передатчиках ЧМ получается импульсно-фазовым способом. В новых передатчиках более перспективно применение прямого метода получения ЧМ, так как только в этом случае удается обеспечить выполнение современных норм на уровне нелинейных искажений в области низших модулирующих частот, необходимую для стереофонического вещания. В состав передатчика входят система автоматического подключения одного из возбудителей, отключения неисправного полукомплекта усилителей и одновременного моста сложения, защиты от рассогласования в фидере и др. УКВ частотно-модулированные вещательные передатчики в значительной степени унифицированы с передатчиками звукового сопровождения телевидения. радиовещательный приемник частотная модуляция
1. Развернутое техническое задание на курсовую работу
Разработать радиопередатчик со следующими основными параметрами: Назначение передатчика Передатчик для радиовещания с частотной модуляцией
Вид модуляции ЧМ
Рабочая частота, МГЦ 66
Номинальная мощность передатчика, КВТ 8
Девиация частоты, КГЦ ±50
Допустимые отклонения рабочей частоты, Гц не более Номинальное значение ширины контрольной полосы частот, КГЦ ±100 149,5
Допустимое отклонение АЧХ в номинальном диапазоне модулирующих частот относительно характеристики RC-цепи с постоянной времени 50 мкс, не более, ДБ 1
Коэффициент гармоник, % не более 1.0
Уровень Паразитной амплитудной модуляции (ПАМ), % не более 0.4
Средняя мощность побочного излучения, МВТ, не более 1
Сопротивление выходной нагрузки, Ом 75
КСВ, не более 1.11
Промышленный КПД передатчика, % не менее 50
Студент ________ Ангальд Л.В.
Руководитель ________ Гладышева Н.Н.
Вывод
В результате проведенных расчетов мы получили необходимые технические показатели передатчика.
При построении усилителя предпочтение было отдано биполярным транзисторам по ряду причин: доступность и распространенность биполярных транзисторов; устойчивость к механическим воздействиям; отсутствие цепей накала, что определяет мгновенную готовность передатчика к работе и упрощает вопросы резервирования. Кроме того, повышаются энергетические показатели передатчика, большей температурной стабильностью и устойчивостью к перегрузкам и паразитным возбуждениям. Низкое питающее напряжение не требует высоковольтных выпрямителей, высоковольтных блокировочных конденсаторов. Упрощаются меры по технике безопасности.
Высокая стабильность несущей обеспечивается использованием фазовой автоподстройкой частоты с использованием высокодобротного кварца.
Список литературы
1 Проектирование радиопередающих устройств / под редакцией В.В. Шахгильдина - М: Радио и связь, 1984г.
2 Проектирование радиопередающих устройств / под редакцией В.В. Шахгильдяна - М: Радио и связь, 2000г.
3 Петров Б.Е. Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полу проводниковых приборах - М: Высшая школа, 1989г.
4 Радиопередающие устройства / под редакцией М.Б. Благовещенского, Г.М. Утлина - М: Радио и связь, 1982г.