Реферат по предмету "Коммуникации и связь"


Расчет каскадов ЧМ передатчика

Курсовой проект
по дисциплине
«Устройства генерирования и передачи сигналов»
по теме:
«Расчет каскадов ЧМ передатчика»
Составление блок-схемы передатчика
Составление блок-схемы передатчика начинается с выходного каскада начинается с выходного каскада. Данные, определяющие его мощность, содержатся в задании. Также задается колебательная мощность в антенне в режиме несущей частоты. В данном передатчике необходимо применить умножитель частоты, в качестве которого может работать предоконечный или дополнительный предварительный каскад, включаемый между возбудителем и предоконечным каскадом. Вид блок-схемы передатчика с частотной модуляцией представлен на рисунке:
/>
Техническое задание:
Требуется произвести расчет передатчика, работающего на 120 МГц.
Вид модуляции – частотная (ЧМ)
Максимальная девиация частоты – 100 кГц
Вид передаваемых сообщений – аудиосигналы
Мощность передатчика – 100 Вт
1. Расчет выходного каскада
Для работы в выходном каскаде выберем транзистор
Приведем его характеристики.
Тип – кремниевый n канальный высокочастотный МОП – транзистор вертикальной структуры, выполненный по технологии с двойной диффузией, рекомендован производителем для применения в промышленных устройствах в КВ\УКВ диапазоне.
Достоинства:
– высокий коэффициент усиления по мощности (19 дБ на 108 МГц)
– низкие интермодуляционные искажения
– высокая температурная стабильность
– устойчивость при работе на согласованную нагрузку.
Технические характеристики:
Пробойное напряжение сток-исток /> > 110 В
Ток утечки сток-исток /> (при />= 50 В, />=0)
Ток утечки затвор-исток /> (при />= 20 В)
Крутизна линии граничного режима /> 4,5 – 6,2 См
Напряжение отсеки определим по проходной характеристике транзистора />
Крутизна передаточной характеристики S = 5 См
Коэффициенты Берга, соответствующие выбранному углу отсечки />, />
Расчетные данные
/>50 В
Ток стока />20 А
/>110 В
/>(данная величина рекомендована для УКВ-диапазона)
/>130 Вт
Коэффициент использования стокового напряжения
/>
Амплитуда стокового напряжения:
/>
Амплитуда первой гармоники стокового тока:
/>
Амплитуда импульсов стокового тока:
/>
Постоянная составляющая стокового тока:
/>
Эквивалентное сопротивление нагрузки:
/>
7. Напряжение возбуждения:
/>
Напряжение смещения для угла отсечки = /> будет равно напряжению отсечки по паспорту транзистора, т.е. 3 В, тогда амплитуда напряжения на затворе будет равна 5,85 В.
Посчитаем входную мощность ГВВ:
/>
Коэффициент усиления по мощности:
/>
/>
Таким образом, схема генератора с внешним возбуждением будет выглядеть так:
Выходное сопротивление транзистора:
/>
Для согласования с пятидесятиомной нагрузкой нужна схема с неполным включением индуктивности, при этом, емкость конденсатора в колебательном контуре рекомендуется брать />, а индуктивность катушки />
2. Расчет модулятора
В проектируемом передатчике частотная модуляция будет получена из фазовой методом расстройки колебательного контура:
Схема модулятора выглядит следующим образом:
/>
Выберем диод Д902. При напряжении смещения 5 В, его характеристика имеет достаточно большую крутизну и линейность. По графику для Д902 определяем
S=2 пФ/В.
Амплитуда возбуждения звуковой частоты – 1 В, значит максимальное изменение емкости составит 2 пФ. Начальная емкость /> при отсутствии сигнала ЗЧ составит--PAGE_BREAK--
8 пФ.
В результате подбора параметров получены следующие величины:
Частота возбуждения: />, т.е. /> рад/с
Коэффициент умножения – 10
Индуктивность: />
Максимальное отклонение частоты от />:
/>рад/с
Зададим добротностью колебательного контура, равной 20.
Величина фазовой модуляции:
/>рад
Девиация частоты при частоте модулирующего сигнала 15 кГц:
/>рад/с
Индекс модуляции, получаемый в фазовом модуляторе: M=0,307. При умножении частоты в 10 раз, индекс модуляции получится равным 3,07.
Выберем транзистор КТ312А. Он обладает следующими параметрами:
/>
Расчет коллекторной цепи
Выбираем напряжение на коллекторе />, зададим угол отсечки /> и определим коэффициенты разложения (/>, />).
Коэффициент использования коллекторного напряжения:
/>
Амплитуда напряжения на коллекторе:
/>
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
/>
Амплитуда импульсов коллекторного тока:
/>
Выполним проверку условия /> – условие выполняется.
Постоянная составляющая постоянного тока:
/>
Эквивалентное сопротивление нагрузки, обеспечивающее рассчитываемый режим:
/>
Мощность, потребляемая от источника питания:
/>
Мощность, рассеиваемая на коллекторе:
/>
При этом, мощность, рассеиваемая на коллекторе, меньше предельно допустимой.
КПД коллекторной цепи:
/>
Расчет базовой цепи
1. Находим предельную частоту транзистора, при которой коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером равен 1:
/>
2. Рассчитываем время дрейфа транзистора:
/>
3. Определим угол дрейфа на высшей частоте:
/>
Т.к. угол дрейфа меньше />, то считаем, что /> и />.
4. Амплитуда переменного напряжения на переходе эмиттер-база:
/>
5. Модуль коэффициента передачи напряжения со входа на переход эмиттер-база:
/>
6. Амплитуда напряжения возбуждения, требуемая от источника возбуждения:
/>
7. Входное сопротивление:
/>
8. Мощность возбуждения:
/>
9. Первая гармоника тока базы:
/>
Реальная величина тока базы:
/>
Напряжение смещения, обеспечивающее заданный угол отсечки базового тока:
/>
Максимальное значение положительного импульса тока базы:
/>
Постоянная составляющая положительных импульсов тока базы:
/>
Мощность рассеяния в цепи базы:
/>
Рассчитаем сопротивления делителя напряжения цепи смещения /> и />. Значения индуктивностей (кроме колебательного контура) должны быть такими, чтобы не предоставлять значительного сопротивления постоянному току, в то же время, блокируя переменную составляющую на частоте 10 МГц:    продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
3. Расчет возбудителя
/>
Схема возбудителя с кварцевой стабилизацией.
Выбираем транзистор КТ312А.
Приведем параметры, применяемые при расчете:
/>
Определим коэффициент обратной связи:
/>(/>– динамическое сопротивление кварца, />– коэффициент регенерации, />– нормированное управляющее сопротивление)
/>, где />– фаза крутизны />,
/>– обобщенная расстройка – />
/>– затухание кварца.
Для заданной частоты – 10,1 МГц – />=10 пФ, />= 80 Ом
/>
/>
/>
Рассчитаем емкость />, включенную между базой и эмиттером:
/>
Тогда, емкость />, включенная между эмиттером и коллектором, будет равна:
/>
Вычисляем функцию угла отсечки:
/>
/>– характеристическое сопротивление кварца (/>=0,025 Гн)
/>– добротность кварца
/>
/>
/>
/>
/>
По таблицам значений Берга, это значение соответствует />.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Расчет коллекторной цепи возбудителя
Выбираем напряжение на коллекторе />.
В генераторе необходимо развить мощность, требующуюся для возбуждения следующего каскада с учетом потерь в согласующей цепи:
/>
Коэффициент использования коллекторного напряжения:
/>
Амплитуда напряжения на коллекторе:
/>
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
/>
Амплитуда импульсов коллекторного тока:
/>
.
Постоянная составляющая постоянного тока:
/>
Эквивалентное сопротивление нагрузки, обеспечивающее рассчитываемый режим:
/>
Мощность, потребляемая от источника питания:
/>
Мощность, рассеиваемая на коллекторе:
/>
При этом, мощность, рассеиваемая на коллекторе, меньше предельно допустимой.
КПД коллекторной цепи:
/>
Расчет базовой цепи возбудителя
1. Находим предельную частоту транзистора, при которой коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером равен 1:
/>
2. Рассчитываем время дрейфа транзистора:
/>
3. Определим угол дрейфа на высшей частоте:
/>
Т.к. угол дрейфа меньше />, то считаем, что />и />.
4. Амплитуда переменного напряжения на переходе эмиттер-база:
/>
5. Модуль коэффициента передачи напряжения с входа на переход эмиттер-база:
/>
6. Амплитуда напряжения возбуждения:
/>
7. Входное сопротивление:
/>
8. Мощность возбуждения:
/>
9. Первая гармоника тока базы:
/>
Напряжение смещения, обеспечивающее заданный угол отсечки базового тока:
/>
12. Сопротивление в цепи базового смещения, обеспечивающее заданное напряжение смещения R = 4590 Ом.
4. Расчет умножителя частоты
Для умножения частоты в 10 раз нужно выбрать угол отсечки />.
При таком малом угле отсечки резко увеличивается ток возбуждения, падает КПД и выходная мощность, поэтому, чтобы получить необходимую для следующего каскада мощность приходится применять мощный транзистор КТ904А
Схема умножителя:
/>
В расчете требуются 10-е коэффициенты Берга: />и />.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Умножитель должен на 10-й гармонике развивать мощность 0,06 Вт.
Расчет коллекторной цепи
Напряжение питания: />.
1. Коэффициент использования коллекторного напряжения:
/>
2. Коэффициент использования коллекторного напряжения на 10 й гармонике:
/>
3. Амплитуда напряжения на коллекторе:
/>
4. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
/>
5. Амплитуда десятой гармоники коллекторного тока:
/>
6. Амплитуда импульсов коллекторного тока:
/>
7. Постоянная составляющая постоянного тока:
/>
8. Эквивалентное сопротивление нагрузки коллекторного контура на 10-й гармонике:
/>
Расчет базовой цепи
1. Находим предельную частоту транзистора, при которой коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером равен 1:
/>
2. Рассчитываем время дрейфа транзистора:
/>
3. Определим угол дрейфа на высшей частоте:
/>
Т.к. угол дрейфа меньше />, то считаем, что />и />.
4. Амплитуда переменного напряжения на переходе эмиттер-база:
/>
5. Модуль коэффициента передачи напряжения со входа на переход эмиттер-база:
/>
по графику определяем />.
6. Амплитуда напряжения возбуждения, требуемая от источника возбуждения:
/>
7. Входное сопротивление:
/>
8. Мощность возбуждения:
/>
9. Первая гармоника тока базы:
/>
10. Реальная величина тока базы:
/>
11. Напряжение смещения, обеспечивающее заданный угол отсечки базового тока:
/>    продолжение
--PAGE_BREAK--
Колебательный контур, на который нагружен транзистор, должен при частоте 100 МГц иметь эквивалентное сопротивление 1650 Ом:
/>
Рассчитаем емкость и индуктивность:
/>
/>
Индуктивность на входе: />
5. Расчет предоконечного каскада
/>
Схема предоконечного каскада
В первой части расчета мощность возбуждения выходного каскада получилась равной 2,11 Вт. С учетом потерь в согласующей цепи. Зададим мощность предоконечного каскада: />.
Исходя из требований по мощности и частоте, выберем транзистор КТ903А. Угол отсечки примем равным />.
Расчет коллекторной цепи
Выбираем напряжение питания />.
1. Коэффициент использования коллекторного напряжения:
/>
2. Амплитуда напряжения на коллекторе:
/>
3. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
/>
4. Амплитуда импульсов коллекторного тока:
/>
5. Постоянная составляющая постоянного тока:
/>
6. Эквивалентное сопротивление нагрузки, обеспечивающее рассчитываемый режим:
/>
7. Мощность, потребляемая от источника питания:
/>
8. Мощность, рассеиваемая на коллекторе:
/>
При этом, мощность, рассеиваемая на коллекторе, меньше предельно допустимой.
9. КПД коллекторной цепи:
/>
Расчет базовой цепи
1. Находим предельную частоту транзистора, при которой коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером равен 1:
/>
2. Рассчитываем время дрейфа транзистора:
/>
3. Определим угол дрейфа на наивысшей частоте:
/>
4. Нижний угол отсечки положительных импульсов эмиттерного тока:
/>
Коэффициенты />и />, соответствующие углу отсечки />: />и />.
5. Модуль коэффициента передачи по току на рабочей частоте:
/>
где />    продолжение
--PAGE_BREAK--
6. Амплитуда первой гармоники тока эмиттера:
/>
7. Амплитуда положительного импульса эмиттерного тока:
/>
8. Постоянная составляющая тока эмиттера:
/>
9. Амплитуда переменного напряжения на переходе эмиттер-база:
/>
10. Модуль коэффициента передачи напряжения с входа на переход эмиттер-база:
/>
по графику определяем />.
11. Амплитуда сигнала возбуждения, требуемая от предыдущего каскада:
/>
12. Входное сопротивление:
/>
13. Мощность, требуемая от предыдущего каскада:
/>
14. Первая гармоника тока базы:
/>
Напряжение смещения:
/>
Индуктивность на входе:
/>
17. Емкость и индуктивность на выходе колебательного контура:
/>и />
Расчет коэффициентов трансформации согласующих трансформаторов
Согласование возбудителя и модулятора.
/>
Согласование модулятора и умножителя частоты.
/>
Согласование умножителя частоты и предусилителя.
/>
/>
Список использованной литературы
«Радиопередающие устройства» – под ред. В.В. Шахгильдяна, РиС, 1996 г.
«Проектирование и техническая эксплуатация радиопередающих устройств» – Сиверс Г.А., РиС, 1989 г.
«Проектирование радиопередающих устройств» – под ред. В.В. Шахгильдяна, РиС, 1998 г.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Анализ затрат на производство продукции ОАО ЧЭАЗ
Реферат Организационная структура фирмы
Реферат Пиктограмма как средство для эффективного запоминания
Реферат Питання теорії мотивації
Реферат Переговоры как метод разрешения конфликта
Реферат Пенитенциарная психология и ее роль в современной реформе
Реферат Персоналистическая психология В. Штерн
Реферат Применение ЭВМ в управлении производством
Реферат Переговорный процесс как способ разрешения конфликтов
Реферат Поведінка як джерело інформації в спілкуванні
Реферат Подготовка практических психологов образования Англии и Уэльса
Реферат Методика расследования преступлений совершенных несовершеннолетними
Реферат Корейский фарфор династии Чосон и его художественное своеобразие
Реферат Переживание и суицидальное поведение
Реферат Первобытное мышление по работам Л Леви-Брюля К Леви-Строса