Расчет и конструирование АМ передатчика - Курсовая работа

Структурная схема АМ передатчика с базовой модуляцией состоит из следующих блоков: автогенератор (АГ) на частоту 16.67 МГЦ, эмиттерный повторитель (ЭП) для развязки АГ и умножителя частоты сигнала на (У), усилитель мощности колебаний (УМК), модулируемый каскад (МК) и колебательные системы: для согласования У и УМК КС1, УМК и МК - КС2, МК и фидера - выходная колебательная система. Число каскадов усиления мощности можно примерно определить по формуле N=ln Ks/ln K1=ln 3300/ln 20=3, где Ks=PA?(1 m)2/РВЫХЭП= 30?(1 0.8)2/ /0.03=3300 - суммарный коэффициент усиления по мощности, K1=20 - средний коэффициент усиления по мощности одного каскада с учетом потерь в колебательных системах. По заданному в ТЗ источником выступает аккумулятор с напряжением 12 В, соответственно напряжение на коллекторе составит Ек=12 В, и максимальный угол отсечки qmax=120°, соответствующий коэффициенту модуляции m=0.8. Расчет выходной и входной цепи транзистора (формулы (3.2)-(3.25), (3.31)-(3.32)) произведен согласно [1]. Произведем расчет цепей питания для схемы ОК, приведенной на рис.3.6, для режима несущей по формулам (Есм=3 В): (3.33)В результате проделанной работы получили структурную и принципиальную схемы АМ передатчика, рассчитанного на несущую длину волны l=9 м (f=33.33 МГЦ), мощностью несущей в антенне 30 Вт. Для питания передатчика требуется 3 источника питания: 28 В - для питания УМК и МК, 12 В - для питания ЭП, умножителя У и АГ, 3 В - для подачи начального смещения на базу транзисторов УМК и МК.

Главной целью данного курсового проекта является разработка АМ передатчика мощностью 30 Вт, с рабочей волной l=9 м (f=33.3 МГЦ). В связи с небольшой выходной мощностью передатчик реализован на транзисторах.

2. Разработка структурной схемы передатчика

Структурная схема АМ передатчика с базовой модуляцией состоит из следующих блоков: автогенератор (АГ) на частоту 16.67 МГЦ, эмиттерный повторитель (ЭП) для развязки АГ и умножителя частоты сигнала на (У), усилитель мощности колебаний (УМК), модулируемый каскад (МК) и колебательные системы: для согласования У и УМК КС1, УМК и МК - КС2, МК и фидера - выходная колебательная система.

Модуляция осуществляется в оконечном каскаде (ОК). Достоинством базовой модуляции является малые амплитуда напряжения и мощность модулятора, т.к. модуляция достигается путем изменения смещения на базе МК, что приводит к изменению угла отсечки и выходного тока в соответствии с НЧ модулирующим сигналом.

Число каскадов усиления мощности можно примерно определить по формуле N=ln Ks/ln K1=ln 3300/ln 20=3, где Ks=PA?(1 m)2/РВЫХЭП= 30?(1 0.8)2/ /0.03=3300 - суммарный коэффициент усиления по мощности, K1=20 - средний коэффициент усиления по мощности одного каскада с учетом потерь в колебательных системах.

Структурная схема передатчика разработана при использовании [1,2] и приведена на РТФ КП.775277.001 Э1.

3. Расчет оконечного каскада

Модуляцию смещением будем проводить в оконечном каскаде(ОК) передатчика.

В ТЗ задана мощность передатчика в антенне в режиме несущей PA=1 Вт, рассчитаем максимальную мощность первой гармоники непосредственно на выходе оконечного каскада P1max:

Pmax=PA?(1 m)2/(hф?hk)=4.96 Вт. (3.1) где: hф=0.85 - КПД фидера;

hk=0.95 - КПД выходной колебательной системы (ВКС);

m = 1 - максимальный коэффициент модуляции.

Выбор транзистора ОК производим по следующим определяющим факторам: выходная мощность транзистора Рвых ? P1max;

частота, на которой модуль коэффициента передачи транзистора по току в схеме с ОЭ равен 1, ft=(3?5)?f=82.5?137.5 МГЦ, где f=27.5 МГЦ, несущая частота передатчика.

В соответствии с вышеперечисленными требованиями выбираем в качестве активного элемента (АЭ) ОК транзистор КТ940Б с параметрами: выходная мощность Рвых=5 > 4.95 Вт;

ft=400 МГЦ;

сопротивление насыщения rнас=20 Ом;

максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэимп=36 В;

максимальный постоянный ток коллектора Ікодоп=1 А;

напряжение источника коллекторного питания Е`к=12 В;

средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=40;

емкость коллекторного перехода Ск=75 ПФ;

емкость эмиттерного перехода Сэ=410 ПФ;

индуктивности выводов Lб=2.4 НГН, Lэ=1.2 НГН;

сопротивление материала базы rб=1 Ом.

Произведем расчет коллекторной цепи транзистора. Расчет будем производить, исходя из максимальной мощности в критическом режиме Pmax.

По заданному в ТЗ источником выступает аккумулятор с напряжением 12 В, соответственно напряжение на коллекторе составит Ек=12 В, и максимальный угол отсечки qmax=120°, соответствующий коэффициенту модуляции m=0.8.

Рассчитываем амплитуду первой гармоники напряжения Uk1 на коллекторе: 11.34 В. (3.2)

Максимальное напряжение на коллекторе: Uk.макс=Ек 1.2?Uk1кр=24.7 В?Uk.доп=36 В. (3.3)

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока: Ік1=2?Р1max/Uk1кр=0.76 А. (3.4)

Постоянная составляющая коллекторного тока: 0.57 А? Ікодоп=20 А. (3.5)

Максимальный коллекторный ток: Ік.макс=Іко/ao(q)=17.1? Ікодоп=30 А. (3.6)

Максимальная мощность, потребляемая от источника коллекторного питания: Ромах=Ек?Іко=194 Вт. (3.7)

КПД коллекторной цепи при номинальной нагрузке: h=P1max/Pomax=0.62. (3.8)

Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе транзистора: Рк.max=Pomax-P1max=73.7 Вт. (3.9)

Значение Рк.max является исходным параметром для расчета температуры в структуре транзистора и системы его охлаждения.

Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки: Rэк.ном=Uk1кр/(2?Р1max)=13.1 Ом. (3.10)

Произведем расчет входной цепи транзистора.

Предполагается, что между базовым и эмиттерными выводами по РЧ включен резистор Rд, требуемый для устранения перекосов в импульсах коллекторного тока (см.рис.3.1).

Рисунок 3.1 - Включение резистора Rд

Rд=bo/(2?p?ft?Сэ)=45 Ом. (3.11)

На частотах f>3?ft/bo (33.3 МГЦ>13.3 МГЦ) в реальной схеме генератора Rд можно не ставить, однако, в последующих расчетах необходимо оставлять.

Амплитуда тока базы: c=1 g1(q)?2?p?ft?Ck?Rэк.ном=2.02; (3.12)

3.86 А. (3.13)

Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов: Ібо=Іко/bo=0.154 А; (3.14)

Іэо=Іко Ібо=7.1 А. (3.15)

Напряжение смещения на эмиттерном переходе: 0.04 Ом; (3.16)

2.37 В.(3.17) где Еотс - напряжение отсечки, равное для кремниевых транзисторов 0.5?0.7 В.

Рисунок 3.2 - Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора

Определяем значения LВХОЭ, RВХОЭ, RВХОЭ, СВХОЭ в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора (см.рис.3.2), принимая барьерную емкость активной части коллекторного перехода Ск.а=0.25?Ск: LВХОЭ=Lб Lэ/c=2.9 НГН; (3.18)

RВХОЭ= ?[(1 g1(q)?2?p?ft?Ск.а?Rэк.ном)?rб rэ g1(q)?2?p?ft?Lэ]=

=1.03 Ом; (3.19)

RВХОЭ= ?[rб (1 g1(q)?bo)?rэ]-RВХОЭ Rд?[1-g1(q)]=8.7 Ом; (3.20)

СВХОЭ=bo/(2?p?ft?RВХОЭ)=4.1 НФ. (3.21)

Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора: rвх=RВХОЭ =1.184 Ом; (3.22)

Хвх=2?р?f?LВХОЭ- =-0.532 Ом. (3.23)

Рисунок 3.3 - Эквивалентные входные сопротивление и емкость транзистора

Эквивалентные входные сопротивление и емкость транзистора (см.рис.3.3): Rвхэк=rвх (Хвх/rвх)2=1.424 Ом; (3.24)

Свхэк= =1.508 НФ. (3.25)

Рисунок 3.4 - Эквивалентные выходные сопротивление и емкость транзистора

Для получения эквивалентной выходной емкости транзистора (см.рис.3.4) произведем расчет ряда вспомогательных параметров: h=1 40?Іэо?rб/bo=4.15; (3.26)

M=40?Іэо?rб/h=28; (3.27) ef=f/ft=0.167; (3.28) m= =4.8. (3.29)

Эквивалентная выходная емкость транзистора: Свыхэк=Ск?(1 0.4?M/m2)=390 ПФ. (3.30)

Формулы (3.27)-(3.31) взяты из [3].

Входная мощность: Рвх=0.5?Іб2?rвх=8.81 Вт. (3.31)

Коэффициент усиления по мощности: Кр=Р1ном/Рвх=13.7. (3.32)

Расчет выходной и входной цепи транзистора (формулы (3.2)-(3.25), (3.31)-(3.32)) произведен согласно [1].

В результате расчета каскада на максимальную мощность становятся известными следующие параметры: Ік1m=9.156 A, Ikom=6.93 A, Ібом=0.154 A, Ебм=2.37 В, Umб= =2.54 В.

При базовой модуляции СМХ есть зависимость Ік1=f(Еб) при (Umб, Ебм, Rэк.ном)=const.

Для грубой оценки положения СМХ можно принять ее линейной и построить по двум точкам: точке максимального режима Ік1=Ік1m, Еб=Ебм и точке запирания каскада Ік1=0, Еб=Ебзап, где Ебзап=Еотс-Umб=-1.84 В.

Упрощенная СМХ приведена на рис.3.5.

Рисунок 3.5 - Статическая модуляционная характеристика

Рассчитаем ряд параметров: Минимальное модулирующее напряжение:

Амплитуда ВЧ составляющей в режиме несущей:

Получили Umin=-1.37 В, Uo=0.5 В. Рассчитаем угол отсечки в режиме несущей: qн=arccos((Еотс-Uo)/Umб)=85.5°. Рассчитаем ток постоянной составляющей базы в режиме несущей и амплитуду тока НЧ сигнала:

IW=Ібом-Ібон

Получили Ібон=0.067 А, IW=0.087 А. Рассчитаем амплитуду напряжения НЧ сигнала на базе UW=Ебм-Uo=1.87 В и требуемую мощность модулятора PW=IW?UW=0.082 Вт.

Произведем расчет цепей питания для схемы ОК, приведенной на рис.3.6, для режима несущей по формулам (Есм=3 В):

(3.33)

В результате получим Ідел=0.33 А, R1=6.2 Ом, R2=1.5 Ом.

Мощность, рассеиваемая на резисторах: Pr1=(Ідел Ібо)2?R1=1 Вт; (3.34)

Pr2=Ідел2?R2=0.17 Вт. (3.35)

Рисунок 3.6 - Схема оконечного (модулируемого) каскада

Модуль входного сопротивления транзистора: |Zвх|= =1.3 Ом. (3.36)

Рассчитываем номиналы блокировочных индуктивностей: Lбл1?20?|Zвх|/(2?p?f)=0.13 НГН; (3.37)

Lбл2?20?Rэкном/(2?p?f)=0.28 НГН. (3.38)

Рассчитываем номинал разделительного конденсатора: Ср1?20/(2?р?f?|Zвх|)=73 НФ. (3.39)

По методике, изложенной в [3], произведем расчет ВКС. Т.к. передатчик является неперестраиваемым, то целесообразно использовать в качестве ВКС, назначение которой - фильтрация высших гармоник и согласование транзистора с нагрузкой, простейший П-образный контур (см.рис.3.7).

На частоте сигнала f входное сопротивление П-контура должно быть чисто активным и равным требуемому сопротивлению нагрузки транзистора Rэк. Таким образом, П - контур на частоте сигнала трансформирует активное сопротивление нагрузки Rн в активное входное сопротивление Rэк.

Рисунок 3.7 - Схема П-образного контура

Порядок расчета П-контура следующий: Задаемся величиной волнового сопротивления контура в пределах r=250?500 Ом: r=250 Ом.

Определяем индуктивность контура L0: L0=r/(2?p?f)=1.194 МКГН. (3.40)

На частоте сигнала f П-контур сводится к виду, изображенному на рис.3.8, причем L, L0, C0 находятся в соотношении: 2?p?f?L=2?p?f?L0-1/(2?p?f?C0).

Рисунок 3.8 - Схема приведенного П-образного контура

Величиной L необходимо задаться в соответствии с формулой: L> /(2?p?f)=0.122 МКГН, (3.41) где Rн=50 Ом - стандартное сопротивление фидера, соединяющего ВКС с антенной. Выбираем L=0.5 МКГН.

Определяем С0: С0=1/(4?р2?f2?(L0-L))= 33 ПФ. (3.42)

Определяем С1 и С2: С1= =400 ПФ; (3.43)

С2= =138 ПФ. (3.44)

Внесенное в контур сопротивление: rвн=Rн/(1 (2?p?f?Rн?С2)2)=16.1 Ом. (3.45)

Добротность нагруженного контура: Qн=r/(ro rвн)=14.6, (3.46) где ro - собственное сопротивление потерь контурной индуктивности, величина которой точно определяется ниже, на данном этапе принимаем ro=1 Ом.

Коэффициент фильтрации П-контура (только для ОК), принимая n=2, т.к. схема ОК однотактная: Ф=Qн?(n2-1)?n=88. (3.47)

Произведем конструктивный расчет элементов нагрузочной системы (см.рис.3.7). При этом необходимо выбрать номинальные значения стандартных деталей (С0, C1, C2), входящих в контур, и определить конструктивные размеры нестандартных деталей (L0).

Для настройки контура в резонанс и обеспечения оптимальной связи с нагрузкой в состав емкостей С0 и С2 целесообразно включить подстроечные конденсаторы (см.рис.3.9).

Рисунок 3.9 - Схема П-образного контура с подстроечными элементами

Расчет контурной катушки L0 проводится в следующем порядке: Размеры катушки показаны на рис.3.10.

Задаемся отношением V=l/D в пределах 0.5?V?2: V=2.

Задаемся значением Ks=0.5 Вт/см2 - удельной тепловой нагрузки на 1 см2 сечения катушки.

Определяем площадь продольного сечения катушки S=l?D по формуле: S=Р1ном?hk/Ks=12.04 см2. (3.48)

Рисунок 3.10 - Конструкция контурной катушки

Определяем длину l и диаметр D катушки по формулам: l= =4.9 см; (3.49)

D= =2.45 см (3.50)

Число витков N катушки: 11. (3.51)

Амплитуда контурного тока: Ік=Uk1кр?2?р?f?C1=2.2 А. (3.52)

Диаметр d провода катушки вычисляем по формуле: d[мм]?0.18?Ік? =0.95 мм. (3.53)

Выбираем d=1 мм.

Собственное сопротивление потерь контурной катушки на рабочей частоте: ro=0.525?D[мм]?N? ?10-3/d[мм]=0.81 Ом. (3.54)

Коэффициент полезного действия контура: hk=rвн/(ro rвн)=0.952. (3.55)

4. Расчет предоконечного каскада

Рассчитаем мощность первой гармоники коллекторного тока, принимая hk=0.7: Р1ном= Вт, (4.1) где РВЫХКС - мощность на выходе колебательной системы (КС) данного каскада.

В соответствии с требованиями, изложенными в п.3, выбираем транзистор 2Т955А со следующими параметрами: выходная мощность Рвых?20 Вт;

ft=250 МГЦ;

сопротивление насыщения rнас=1.9 Ом;

максимальное импульсное напряжение коллектор-эмиттер Uкэ=70 В;

максимальный постоянный ток коллектора Ікодоп=6 А;

напряжение источника коллекторного питания Е`к=28 В;

средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=80;

эквивалентная емкость база-коллектор Ск=60 ПФ;

барьерная емкость Сэ=240 ПФ;

индуктивности выводов Lб=2.4 НГН, Lэ=2 НГН;

сопротивление материала базы rб=0.5 Ом.

Проведя расчет коллекторной цепи по формулам (3.2)-(3.10), получим следующие параметры (Ек=28 В, q=90°): Uk1кр=24.02 В; Uk.макс.=56.8 В<Uk.доп=70 В; Ік1=1.05 А;

Іко=0.67 А<Ікодоп=6 А; Ік.макс=2.1 А< Ікодоп=6 А;

Роном=18.7 Вт; h=0.674; Pk.макс=6.1 Вт; Rэк.ном=22.9 Ом.

Проведя расчет входной цепи по формулам (3.11)-(3.32), получим следующие параметры: Rд=212 Ом; c=2.08; Іб=0.447 А; Ібо=8.3 МА; Іэо=0.676 А;

rэ=0.53 Ом; Еб= -2.97 В; rвх=2.08 Ом, Хвх= -9.36 Ом; Rвхэк=44.2 Ом;

Свхэк=486 ПФ; Свыхэк=142 ПФ; Рвх=0.354 Вт; Кр=35.6.

Данные для расчета КС: Rэк.ном=22.9 Ом, Свыхэк=142 ПФ, СВХОК=1510 ПФ, RВХОК=1.42 Ом, где последние 2 параметра - соответственно входные емкость и сопротивление оконечного каскада.

Задаемся величиной r=250 Ом. По формулам (3.40)-(3.44) определяем следующие параметры: L0=1.194 МКГН; L>0.027 МКГН, выбираем L=0.5 МГН; С0=33 ПФ;

С1=254 ПФ; С2=3400 ПФ.

Схема предоконечного каскада аналогична схеме ОК и приведена на рис.4.1.

Рисунок 4.1 - Схема предоконечного каскада

Выбираем напряжение источника смещения Есм=3 В и производим расчет номиналов элементов схемы на рис.4.1 по формулам:

(4.1)

R2=430 Ом, R1=1.8 КОМ (Pr1,2<0.125 Вт); Ср1=10 НФ, Lбл1=1 МКГН, Lбл2=2.2 МКГН.

5. Расчет умножителя на 2

Рассчитаем мощность второй гармоники (n=2) коллекторного тока, принимая hk=0.8: Pnном= Вт, (5.1) где РВЫХКС - мощность на выходе колебательной системы (КС) данного каскада.

В соответствии с требованиями, изложенными в п.3, выбираем транзистор 2Т951В со следующими параметрами: выходная мощность Рвых?2 Вт;

ft=345 МГЦ;

сопротивление насыщения rнас=10 Ом;

максимальное напряжение коллектор-эмиттер Uкэдоп=65 В;

максимальный постоянный ток коллектора Ікодоп=0.5 А;

напряжение источника коллекторного питания Е`к=28 В;

средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=150;

эквивалентная емкость база-коллектор Ск=11 ПФ;

барьерная емкость Сэ=80 ПФ;

индуктивности выводов Lб=4 НГН, Lэ=4.7 НГН;

сопротивление материала базы rб=2 Ом.

Расчет умножителя проводим аналогично расчету усилителя мощности (см. п.3) при оптимальном угле отсечки для 2-й гармоники q=120/n=60°. При этом a0=0.218, a1=0.391, a2=0.276, g1=0.196, g0=0.109.

Отличие расчета состоит в том, что в умножителе расчет выходной цепи и коэффициента усиления по мощности проводится по n-й гармонике.

Проведя расчет коллекторной цепи по формулам (3.2)-(3.10), получим следующие параметры (Ек=28 В, q=60°, f=16.67 МГЦ): Umk=26.8 В; Ikn=33 МА, Ік1=47 МА;

Іко=26 МА<Ікодоп=0.5 А; Ік.макс=120 МА< Ікодоп=0.5 А;

Роном=0.73 Вт; h=0.606; Rэк.ном=812 Ом.

Проведя расчет входной цепи по формулам (3.11)-(3.32), получим следующие параметры: Rд=865 Ом; c=4.78; Іб=56 МА; Ібо=0.174 МА; Іэо=26 МА;

rэ=1.56 Ом; Еб= -2.28 В; rвх=14.7 Ом, Хвх= -95 Ом; Rвхэк=630 Ом;

Свхэк=98 ПФ; Свыхэк=20 ПФ; Рвх=23 МВТ; Кр=Pnном/Рвх=19.3.

КС выполним в виде П-образного контура (см.рис.5.1). Причем схема приведенного контура будет такая же, как в п.3 (см.рис. 3.8).

Рисунок 5.1 - Схема П-образного контура

Данные для расчета КС: f=33.33 МГЦ, Rэк=812 Ом, Свыхэк=20 ПФ, СВХПОК=486 ПФ, RВХПОК=44 Ом, где последние 2 параметра - соответственно входные емкость и сопротивление предоконечного каскада.

Задаемся величиной r=250 Ом. По формулам (3.40)-(3.44) определяем следующие параметры: L0=1.194 МКГН; L>0.905 МКГН, выбираем L=0.91 МКГН; С0=81 ПФ;

С1=26 ПФ; С2=37 ПФ.

Параллельное соединение СВХОК и L1 на частоте несущей f эквивалентно емкости номиналом С2. Определяем L1: L1= =51 НГН. (5.2)

Рисунок 5.2 - Схема П-образного контура с подстроечными элементами

Схема умножителя приведена на рис.5.3.

Рисунок 5.3 - Схема умножителя на 2

Расчет элементов схемы на рис.5.3 проведем по формулам:

Полученные параметры: С1=Ср=2 НФ, R1=13 КОМ, Lбл1=20 МКГН, Lбл2=0.16 МГН.

6. Расчет кварцевого автогенератора

Данный кварцевый генератор (КГ) предназначен для формирования частоты f=16670 КГЦ. КГ представляет собой емкостную трехточку, где кварцевый резонатор заменяет индуктивность. Достоинства данной схемы: схема имеет меньшую склонность к паразитной генерации на частотах выше рабочей; схема построена без индуктивностей.

Выбор транзистора АГ. В АГ следует применять маломощный транзистор с граничной частотой много больше рабочей. В этом случае можно не учитывать инерционные свойства транзистора, в этом случае упрощается расчет АГ, уменьшается нестабильность частоты, связанная с нестабильностью фазового угла крутизны.

Рисунок 6.1 - Схема автогенератора по емкостной трехточке

Используя [5,6], выбираем маломощный транзистор КТ371А со следующими параметрами: ft=3000 МГЦ;

максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэдоп=15 В;

средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=120;

сопротивление материала базы rб=10 Ом;

максимальная мощность рассеяния на коллекторе Ркдоп=0.1 Вт.

Выбираем кварцевый резонатор РГ-27: fкв=16.67 МГЦ, Ркв.доп=2 МВТ, rкв=2 Ом.

Нижеприведенная методика расчета АГ взята из [3].

Расчет по постоянному току.

Задаем Іко=7 МА, Екэ=10 В, Еэ=2 В, откуда

R3=Еэ/Іко=286 Ом; (4.1)

Еп=Екэ Еэ=12 В. (4.2)

Определяем ток базы: Ібо=Іко/bo=58 МКА. (4.3)

Задаем ток делителя: Ідел=15?Ібо=875 МКА, (4.4) откуда определяем

Rдел=R1 R2=Еп/Ідел=13.7 КОМ. (4.5)

Определяем Еб: Еб=Еэ 0.7=2.7 В, (4.6) откуда находим

R2=Еб/Ідел=3.09 КОМ; (4.7)

R1=Rдел-R2=10.6 КОМ. (4.8)

Расчет по переменному току.

Определяем сопротивление эмиттерного перехода: rэ=0.026/Iko=3.71 Ом. (4.9)

Определяем крутизну транзистора:

S=bo/(rб bo?rэ)=0.263 См. (4.10)

Задаем коэффициент регенерации Gp=5.115 и определяем сопротивление управления: Ry=Gp/S=19.4 Ом(4.11)

Задаем отношение Кос`=С3/С2?1 - Кос`=1 и вычисляем

Х3= =6.23 Ом, (4.12) откуда

С3=1/(2?р?f?X3)=2.74 НФ;(4.13)

С2=С3/Кос`=2.74 НФ.(4.14)

Емкость блокировочного конденсатора определим из формулы: С1=20/(2?р?f?rэ)=0.1 МКФ.(4.15)

Дроссель Lk рассчитаем по формуле: Lk=30?X3/(2?p?f)=3.3 МКГН.(4.16)

Дроссель Lб необходим, если не выполняется условие

R1||R2?30?X2 (2.39 КОМ>187 Ом).(4.17)

Энергетический расчет АГ.

Определяем коэффициент Берга g1(q)=1/Gp=1/5.115=0.196, находим соответстующий этому значению q=60° и коэффициенты a1(q)=0.391 и a0(q)=0.218 для стационарного режима.

Вычисляем амплитуду импульса коллекторного тока: Імк=Іко/ао(q)=32 МА<Імкдоп=40 МА.(4.18)

Определяем амплитуду первой гармоники коллекторного тока: Ік1=а1(q)?Imk=12.6 МА.(4.19)

Рассчитываем амплитуду напряжения на базе: Umб=Ik1?Ry=0.244 В. 4.20)

Вычисляем модуль коэффициента ОС: |Кос|= 0.952. (4.21)

Находим амплитуду напряжения на коллекторе: Umk=Umб/|Кос|=0.24/0.993=0.239 В < Еп=12 В(4.22)

(условие недонапряженного режима).

Определим мощность, потребляемую от источника коллекторной цепью: Po=Iko?Екэ=70 МВТ.(4.23)

Мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором: Ркв=0.5?rкв?(Umб/X2)2=1.53 МВТ?Рквдоп=2 МВТ.(4.24)

Мощность, рассеиваемая транзистором

Рк=Po-Ркв=68 МВТ<Ркдоп=100 МВТ.(4.25)

Оцениваем величину допустимого сопротивления нагрузки из условия, что нагрузка будет потреблять мощность в 10 раз меньше мощности рассеиваемой кварцевым резонатором: Rндоп?5?Umk2/Ркв=214 Ом.(4.26)

Для уменьшения влияния нагрузки и повышения стабильности частоты целесообразно включение на выходе АГ эмиттерного повторителя (ЭП) (см.рис.6.2).

Рисунок 6.2 - Принципиальная схема эмиттерного повторителя на выходе АГ

По справочникам [5,6] выбираем транзистор ЭП - КТ373Б со следующими параметрами: ft=300 МГЦ, rб=38 Ом, bo=250, Ikmax=50 МА, Ікмахи=200 МА, UКЭRMAX=25 В, Ркмах=150 МВТ.

Рассчитываем ЭП аналогично п.3.3. В результате расчета получаем следующие параметры: Ек=12 В, Uko=6 В, Rб1=15.5 КОМ, Rб2=20 КОМ.

В результате проделанной работы получили структурную и принципиальную схемы АМ передатчика, рассчитанного на несущую длину волны l=9 м (f=33.33 МГЦ), мощностью несущей в антенне 30 Вт.

Модуляция производится путем изменения смещения модулируемого оконечного каскада.

Для питания передатчика требуется 3 источника питания: 28 В - для питания УМК и МК, 12 В - для питания ЭП, умножителя У и АГ, 3 В - для подачи начального смещения на базу транзисторов УМК и МК.

Чертеж контурной катушки ВКС приведен на РТФ КП.723500.001.

Использование транзисторов при конструировании передатчика позволит получить оптимальные массо-габаритные характеристики.

Разработанный передатчик можно использовать в качестве связного.

1 Шумилин М.С, Козырев В.Б., Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. Уч.пособие для техникумов. - М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.

2 Проектирование радиопередающих устройств: Уч.пособие для ВУЗОВ/В.В. Шахгильдян, В.А. Власов, В.Б. Козырев и др.,М.: Радио и связь, 1993. - 512 с.

3 Проектирование радиопередающих устройств на транзисторах: Методические указания к курсовому проектированию/Г.Д. Казанцев, А.Д. Бордус, А.Г. Ильин, Ротапринт ТУСУР, 1987. - 79 с.

4 Радиоприемные устройства под ред. Жуковского: Уч.издание/ Ю.Т. Давыдов, Ю.С. Данич, А.П. Жуковский и др., М.: Высш.шк., 1989. - 342 с.

5 Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/ В.А. Аронов, А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др., М.: Энергоиздат, 1982. - 904 с.

6 Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник/ К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др., М.: Радио и связь, 1981. - 656 с.