Министерство образования Российской Федерации
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА "РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА"
КУРСОВАЯ РАБОТА
"РАСЧЕТ СВЯЗНОГО ПЕРЕДАТЧИКА 27,2 МГц"
Екатеринбург 2003
Задание
Дано:
Передатчик с частотной модуляцией.
Мощность P1 = 2,5 Вт.
Частота f = 27,2 МГц.
EП = 12 В.
Антенна - штырь 1,5 м.
Ф2 = 25 дБ.
составить структурную схему передатчика;
рассчитать режим оконечной ступени;
рассчитать согласующее устройство оконечной ступени с антенной;
пояснить назначение всех элементов схемы.
Структурная схема передатчика
Умножитель
Рис. 1 структурная схема передатчика
УНЧ - усилитель низкой частоты;
УЧ - управитель частоты;
АГ - автогенератор (кварцевый);
У - усилитель;
Умножитель частоты на 2;
ОУ - оконечный усилитель;
СЦ - согласующая цепь.
2. Расчет режима оконечной ступени
2.1 Расчет коллекторной цепи
Паспортные данные:
rнас = 1,73 Ом;
Еб = 0,7 В;
Iк о доп = 0,8 А.
Определим коэффициент использования выходного напряжения (Uвых)
Возьмем угол отсечки () равным 900, тогда 1() = 0,5.
Определим амплитуду напряжения коллектора в граничном режиме:
Uкгр = Ек*гр;
Uкгр = 12*0,86 = 10,32 (В).
Найдем первую гармонику тока коллектора:
Определим постоянную составляющую коллекторного тока:
Определим подводимую мощность P0.
P0 = Eк*Iк0,
P0 = 12*0,306 = 3,672 3,7 (Вт)
Определим мощность, рассеиваемую в виде тепла:
Pк1 = P0 - P1,
Pк1 = 3,7 - 2,5 = 1,2(Вт) < Pдоп = 1/2Uкэдоп *Iк0доп = 26 (Вт)
Определим коэффициент полезного действия ()
Определим сопротивление коллектора (Rк)
2.2 Расчет базовой цепи
Определим сопротивление резистора Rд, включенного по РЧ между базой и эмиттером, которое определяется по следующей формуле:
Rд 0/2fТCЭ
Rд 24/2*3,14*350*106*124*10-12 88(Ом)
Значение сопротивления Rбк резистора, включенного по РЧ между коллектором и базой:
Rбк = 0/2fТCк
Rбк = 24/2*3,14*350*106*12*10-12 909,46 (Ом)
Рассчитаем амплитуду тока базы:
где = 1 + 1()2fТCкRк
= 1 + 0,5*2*3,14*350*106*12*10-12*21,5 1,28
Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе:
Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов:
Iб0 = I к0/ 0
Iб0 = 0,306/24 = 0,013(А);
Iэ0 = Iк0 + Iб0
Iэ0 = 0,306 + 0,013 = 0,319 (А).
Напряжение смещения на эмиттерном переходе:
Рассчитаем элементы схемы:
LвхОЭ = 4*10-9 + 4*10-9/1,28 9,12 (нГн);
Входное сопротивление транзистора (Zвх = rвх + jXвх):
Входная мощность:
Коэффициент усиления по мощности транзистора:
kp = P1/Pвх
kp = 2,5/0,09=27,78.
3. Расчет штырьевой антенны
3.1 Из конструктивных соображений выбираем радиус штыря:
r = 5*10-3 (м)
3.2 Находим волновое сопротивление антенны:
3.3 Входное сопротивление:
4. Расчет согласующего устройства оконечной ступени с антенной
4.1 Расчет трансформатора сопротивления
Емкость С22 предназначена для разделения по постоянной составляющей тока Iк0, реактивное сопротивление ХС22 должно удовлетворять соотношению:
ХC22 << Rое = 4Rк, (ХС22 = Rое/[50…100])
XC22 = (C22)-1= 4Rк/100
С22 = 100/(4*21,5*2*3,14*27,2*10-6) = 6,8 (нФ);
XL2 >> Rое = 4Rк, (ХL2 = Rое*[50…100])
XL2 = L2 = 4Rк*100
L2 = 4*21,5*100/(2*3,14*27,2*10-6) = 50,3 (мкГн).
Волновое сопротивление:
ZС = 2*21,5 = 43 (Ом).
Ток в линии:
Требуемая индуктивность линии:
где 1, и сходя из допустимой неравномерности АЧХ трансформатора на f =27,2 МГц, равен 0,1.
Uпр = Uк = 10,32 (В).
Исходя из волнового сопротивления линии выбираем кабель КВФ-37:
ZC = 37 Ом;
Спогонная = 120 пФ/м;
b = 2,56 мм (внешний диаметр кабеля);
с = 0,78 мм (внутренний диаметр).
Геометрическая длина линии:
где < 18…54 при ZC = ZCтреб (берем = 30),
- диэлектрическая проницаемость диэлектрика (фторопласт = 2,1).
Для данного уровня мощности, из условия обеспечения добротности Q не ниже 10 на частоте f, выбираем феррит марки 1000 НМ:
н = 1000;
Q = 20 при B = 0,01 Тл.
Выбираем многовитковую конструкцию на кольцевом ферритовом сердечнике с типоразмерами:
D = 45 мм;
d = 28 мм;
h = 12 мм.
Средний диаметр феррита:
Dср = 0,5(D + d),
Dср = 3,65 (мм).
Максимальная магнитная индукция на рабочей частоте:
где Pф - допустимые удельные тепловые потери в феррите (Pф 0,3…1,5 Вт/см2).
Выберем Bf = 15*10-3 Тл.
V = DсрS,
V =3,14*3,65*(0,5*1,2*1,7)=11,7 (см3).
V > Vmin
Число витков:
Уточняем Lпр.расч:
d = 3,14*2,8 = 8,8 (см),
b = 10*0,256 = 2,56 (см),
следовательно, все витки помещаются на феррит.
Удельные тепловые потери в феррите:
Мощность потерь в феррите:
4.2 Расчет колебательного контура
Для определения номиналов элементов (С23, L3) колебательного контура пересчитаем сопротивление антенны в контур следующим образом:
Рис. 2 Пересчёт сопротивления антенны в контур
Сопротивление на зажимах контура равно 4Rк, добротность контура из конструктивных соображений примем равной 100.
Общая емкость контура равна:
Коэффициент включения равен:
Характеристическое сопротивление контура в резонансе:
Далее находим индуктивность контура:
Приведем конструктивный расчет индуктивности L3:
- диаметр провода катушки:
- число витков:
- электрическая прочность катушки:
а) напряжение между соседними витками:
Uв = 2Uк/N
Uв = 2*10,32/3 6,9 (В).
b) напряженность поля между витками:
E = Uв/(g - d),
E = 6,9/(1,5*2,26- 2,26) 6,1 (В/мм) < Eдоп = 250 - 300 (В/мм).
Библиографический список
ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ РАДИОСИГНАЛОВ: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства генерирования и формирования радиосигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1998.
"Проектирование радиопередатчиков": Учеб. пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - 4 -е изд., перераб. И доп. - М.: Радио и связь, 2000. -656 с.: ил.
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства формирования сигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1997. 31 с.
М.С. Шумилин, В.Б. Козырев, В.А. Власов Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. Учеб. пособие для техникумов. М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.: ил.
! | Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ. |
! | Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу. |
! | Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться. |
! | План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы. |
! | Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части? |
! | Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать. |
! | Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа. |
! | Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема. |
! | Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом. |
! | Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ. |
→ | Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия. |
→ | Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта. |
→ | Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты. |
→ | Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести. |
→ | Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя. |
→ | Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика. |
Курсовая работа | Деятельность Движения Харе Кришна в свете трансформационных процессов современности |
Курсовая работа | Маркетинговая деятельность предприятия (на примере ООО СФ "Контакт Плюс") |
Курсовая работа | Политический маркетинг |
Курсовая работа | Создание и внедрение мембранного аппарата |
Курсовая работа | Социальные услуги |
Курсовая работа | Педагогические условия нравственного воспитания младших школьников |
Курсовая работа | Деятельность социального педагога по решению проблемы злоупотребления алкоголем среди школьников |
Курсовая работа | Карибский кризис |
Курсовая работа | Сахарный диабет |
Курсовая работа | Разработка оптимизированных систем аспирации процессов переработки и дробления руд в цехе среднего и мелкого дробления Стойленского ГОКа |
Курсовая работа | Институт опеки и попечительства |
Курсовая работа | Юридическая ответственность |
Курсовая работа | Аудит расчетов с покупателями и заказчиками |
Курсовая работа | Цены и ценообразование в рыночной экономике |
Курсовая работа | Пути совершенствования производственной структуры предприятия |
Курсовая работа | Организация коммерческой деятельности предприятия |
Курсовая работа | Религиозный туризм |
Курсовая работа | Оборотный капитал предприятий |
Курсовая работа | Развитие внимания у младших школьников |
Курсовая работа | Пути достижения конкурентного преимущества продукции на рынке |
Курсовая работа | Обстоятельства, смягчающие наказание |
Курсовая работа | Порядок осуществления государственного кадастрового учета земель на уровне муниципального образования |
Курсовая работа | Формирование программы лояльности клиентов |
Курсовая работа | Характеристика методов управления |
Курсовая работа | Совершенствование организационной структуры системы управления предприятием |