Министерство Российской Федерации по связи и информатизации
Кафедра РПУ
Курсовой проект
по курсу Радиопередающие устройства
«Разработка передатчика для радиовещания в синхронной сети»
Выполнил:
ст-т гр Р-32
Шабанов Д.А.
Проверил:
Рыбочкин В.Е.
Новосибирск 2006
Содержание
1. Введение
2 Разработка структурной схемы передатчика
3. Расчет выходного каскада
3.1 Расчет в пиковой точке
3.1.1 Расчет анодной цепи
3.1.2 Расчет цепи управляющей и экранирующей сеток
3.2 Расчет в телефонной точке
3.3 Расчет генератора УМК на ЭВМ
4. Расчет предвыходного каскада
4.1 Расчет генератора на биполярных транзисторах приколлекторной модуляции в схеме с ОЭ
4.1.1 Расчет коллекторной цепи вмаксимальном режиме
4.1.2 Расчет базовой цепи в максимальном режиме
5. Расчет предварительного каскадов в максимальном режиме
5.1 Расчет коллекторной цепи в максимальном режиме
5.2 Расчет базовой цепи
6. Расчет промышленного КПД
Список используемой литературы
1. Введение
Для повышения эффективности работы передатчиков и улучшениеслышимости РВ передач на низких и средних частотах были созданы и введены вэксплуатацию сети синхронного радиовещания, в которых большее числорадиостанций, передающих одну и ту же программу, работает на одной общейчастоте. Использование синхронных сетей радиовещания позволяет:
при меньших излучаемых мощностях обеспечить заданнуюнапряженность поля в обслуживаемых зонах;
сократить расходы на эксплуатацию радиопередатчиков или неувеличивая расходов повысить напряженность поля в обслуживаемых зонах, иулучшить на приеме отношение сигнал-шум;
при использовании в синхронной сети достаточно маломощныхпередатчиков исключить в темное время суток свойственные мощным радиостанциямнелинейные и частотные искажения в зонах замирания;
повысить надежность сети радиовещания как в случаяхвозможных аварий отдельных передатчиков, так и при действии помех, создаваемыхпространственным лучом мощных дальних станций, работающих в совмещенном канале;
2 Разработка структурной схемы передатчика
Для выбора усилительного элемента в выходном каскаде, исходяиз заданной мощности P~т =5кВт, находиммаксимальную мощность P~max, которая определяется выражением:
/>
где m=1 глубина модуляции, hкс -коэффициент полезногодействия колебательной системы. Примем hкс=75%,тогда
/>
Тип генераторной лампы выбирается исходя из справочноймощности лампы P~лин, так как лампа работаетв режиме УМК. По справочным данным выбираем лампу ГУ-83Б, которая имеет P~лин=28кВт.
3. Расчет выходного каскада
Выходной каскад работает в режиме усиления модулированныхколебаний (УМК). Он должен работать в недонапряженном режиме, так как в этомрежиме будут наименьшие нелинейные искажения, с углами отсечки Q=90О Только при Q=90О и Q=180О получается линейное усиление, но при Q=180О требуется большая мощность.
В выходном каскаде используется лампа ГУ-83Б
P~max=26.7кВтJн=155А S=65мА/В Pадоп=25кВт
Pmax=45кВт Сас1=1,2пФSкр=22мА/В Pс2доп=1,8кВт
Eа=12кВ Сск=38пФD=0.004 Pс1 доп=0,4кВт
Eс2=1,5кВ Сс1к=330пФfmax=1,6МГц mc1c2=5,8
Uн=8В γ=α1/α0=1,5723 α1=0,5 α0=0,3183.1 Расчет в пиковой точке
Произведем расчет максимального режима лампового усилителя.3.1.1 Расчет анодной цепи
Максимальный коэффициент использования анодного напряжения:
/>
Амплитуда колебательного анодного напряжения:
/>
Амплитуда первой гармоники анодного тока:
/>
Постоянная составляющая анодного тока:
/>
Амплитуда импульса анодного тока:
/>
где a1 — коэффициент Берга.
Мощность подводимая к анодной цепи генератора:
/>
Мощность рассеиваемая на аноде лампы генератора:
/>
Коэффициент полезного действия генератора по анодной цепи:
/>
Проверка
/>
Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:
/>
Амплитуда сеточного напряжения:
/>
где b1=0,5- коэффициент Шулейкина.
Напряжение смещения на управляющей сетке:
/>3.1.2 Расчет цепи управляющей и экранирующей сеток
Пиковое напряжение на управляющей сетке:
/>
Так как /> тов цепи управляющей сетки тока нет.
Найдем минимальное значение напряжения на аноде:
/>
Зная />ec1 max,eamin, Ec2найдем импульс тока экранирующей сетки
/>
Угол отсечки Q2ориентировочно выбирается в пределах (0,5¸0,7)Q
Q2=0,55*Q=0,55*90=50O Тогда a0с2=0,183
Найдем постоянную составляющую тока экранной сетки
/>
где К0с=2/3 — поправочный коэффициент
/>3.2 Расчет в телефонной точке
Для расчета в режиме несущей можно использовать формулылинейной интерполяции.
Амплитуда первой гармоники анодного тока:
/>
где m — глубинамодуляции. Постоянная составляющая анодного тока:
/>
Амплитуда напряжения на аноде:
/>
Амплитуда напряжения на сетке:
/>
Колебательная мощность:
/>
Мощность потребляемая лампой:
/>
Мощность рассеиваемая на аноде лампы:
/>
Мощность рассеиваемая на экранной сетке:
/>3.3 Расчет генератора УМК на ЭВМ
Мощность рассеиваемая на аноде достигает максимальногозначения в режиме несущей. Потребляемая генератором и колебательная мощностиимеют максимальное значение в пиковой точке, причем колебательная мощностьизменяется по квадратичному закону, а потребляемая по линейному.
КПД имеет максимальное значение только в пиковой точке, чтоне очень хорошо, так как передатчик 70% времени находится в режиме молчния,когда лампа работает в телефонной точке, где КПД низкий.
4. Расчет предвыходного каскада
Предвыходной каскад предназначен для предварительногоусиления ВЧ сигнала до мощности необходимой для раскачки выходного каскада. Такжев предвыходном каскаде осуществляется амплитудная модуляция к коллекторной цепи.Каскад строится на мосту сложения шести усилительных модулей для обеспечениябесперебойной работы передатчика при выходе из строя одного из модулей.
Каждый из модулей строится по двухтактной схеме на 8транзисторах 2Т970А включенных по схеме с ОЭ.
Транзистор имеет следующие характеристики:
rнас=0.3 Ом eкэдоп=60В rб=0.2Ом eбэдоп=4В
rЭ=0 Ом Jкодоп=13Аb0=20-80 f1¸f2=0,9-1,6МГц
fT=700МГц f=100 МГц СК=120пФ Р~=100Вт
СЭ=600пФ Кр=30 LЭ=0,2нГн
Lб=0,5нГн Ек=28ВLК=5нГн Q=76О4.1 Расчет генератора на биполярных транзисторахпри коллекторной модуляции в схеме с ОЭ
Мощность приходящаяся на 1 транзистор ступени в соответствиисо структурной схемой.
P|~VT=83,5Вт
4.1.1 Расчет коллекторной цепи в максимальномрежиме
Критический коэффициент использования коллекторногонапряжения:
/>
Напряжение на коллекторе:
/>
Максимальное напряжение на коллекторе:
/>
Амплитуда первой гармоники тока коллектора:
/>
Постоянная составляющая тока коллектора:
/>
Пиковое значение тока в цепи коллектора:
/>
Выходное сопротивление по переменному току:
/>
Мощность потребляемая транзистором:
/>
/>
Тогда />
Коэффициент полезного действия:
/>4.1.2 Расчет базовой цепи в максимальном режиме
Балластный резистор в цепи базы:
/>
/>
/>
Сопротивление базы: где ЕБ0=0,7В
/>
/>
Постоянная составляющая тока базы:
/>
Постоянная составляющая тока эмиттера:
/>
Напряжение смещения на базе:
/>/>
Рассчитаем активную составляющую входного сопротивлениятранзистора:
/>/>
Выходная мощность:
/>
5. Расчет предварительного каскадов в максимальномрежиме5.1 Расчет коллекторной цепи в максимальном режиме
В каскаде собранном на транзисторах 2Т934Б мощностьприходящаяся на 1 транзистор ступени составляет P|~=11Вт
Транзистор имеет следующие характеристики:
rнас=1Ом eкэдоп=70В Lб=3.1нГнЕк=28В
rб=0.2Ом eбэдоп=4В LК=2.5нГнQ=90О
rЭ=0 Ом Jкодоп=1(1.5) А, b0=5-150 f1¸f2=100-400МГц
fT=600МГц f=100МГц, СК=10пФ Р~=12Вт
СЭ=110пФ Кр=30, LЭ=1,2нГнКПД=50%
Критический коэффициент использования коллекторногонапряжения:
/>
Напряжение на коллекторе:
/>
Максимальное напряжение на коллекторе:
/>
Амплитуда первой гармоники тока коллектора:
/>
Постоянная составляющая тока коллектора:
/>
Пиковое значение тока в цепи коллектора:
/>
Выходное сопротивление по переменному току:
/>
Мощность потребляемая транзистором:
/>
Мощность рассеиваемая на коллекторе:
/>
Коэффициент Полезного Действия:
/>5.2 Расчет базовой цепи
/>
/>
/>
Балластный резистор в цепи базы:
/>
Постоянная составляющая тока базы:
/>
Постоянная составляющая тока эмиттера:
/>
Напряжение смещения на базе:
/>/>
Рассчитаем активную составляющую входного сопротивлениятранзистора:
/>
Выходная мощность:
/>
6. Расчет промышленного КПД
Общее выражение промышленного КПД представляет собой:
/>
Потребляемая мощность анодными цепями всех каскадовпередатчика:
/>
Потребляемая мощность накальными цепями всех каскадовпередатчика:
/>
Потребляемая мощность цепями смещения всех каскадовпередатчика:
/>
Дополнительно потребляемая мощность системой охлаждения,УБС, ТУВ и возбудителем передатчика:
/>
/>
/>
/>
Список используемой литературы
1. Конспект лекций
2. Методические указания по курсовому и дипломному проектированиюрадиопередающих устройств на тему: «Расчет технико-экономическихпоказателей проектируемого передатчика». Составитель Кривогузов А.С. Новосибирск.:НЭИС, 1985. — 20 с.
3. Синхронное радиовещание / под редакцией А.А. Пирогова. — М.: Радио исвязь, 1989.