РефератыКоммуникации и связьРаРасчет и конструирование АМ передатчика

Расчет и конструирование АМ передатчика

Министерство общего и профессионального образования


Российской Федерации


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)


Кафедра телевизионных устройств (ТУ)


Курсовая работа на тему:


Расчёт и конструирование АМ передатчика


2006


1. Введение


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 Кs/ln K1=ln 3300/ln 20=3, где Ks=PА
×(1+m)2
/PвыхЭП
= 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. Расчёт 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×hк)=4.96 Вт. (3.1)


где: hф=0.85 - КПД фидера;


hк=0.95 – КПД выходной колебательной системы (ВКС);


m = 1 – максимальный коэффициент модуляции.


Выбор транзистора ОК производим по следующим определяющим факторам:


- выходная мощность транзистора Pвых ³ P1max;


- частота, на которой модуль коэффициента передачи транзистора по току в схеме с ОЭ равен 1, fт=(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 Pвых
=5 > 4.95 Вт;


- fт=400 МГц;


- сопротивление насыщения rнас
=20 Ом;


- максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэимп
=36 В;


- максимальный постоянный ток коллектора Iкодоп
=1 А;


- напряжение источника коллекторного питания Е`к=12 В;


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


- ёмкость коллекторного перехода Ск=75 пФ;


- ёмкость эмиттерного перехода Сэ=410 пФ;


- индуктивности выводов Lб=2.4 нГн, Lэ=1.2 нГн;


- сопротивление материала базы rб=1 Ом.


Произведём расчёт коллекторной цепи транзистора. Расчёт 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 Uк1 на коллекторе:


11.34 В. (3.2)


Максимальное напряжение на коллекторе:


Uк.макс=Ек+1.2×Uк1кр=24.7 В£Uк.доп=36 В. (3.3)


Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:


Iк1=2×P1max/Uк1кр=0.76 А. (3.4)


Постоянная составляющая коллекторного тока:


0.57 А£ Iкодоп
=20 А. (3.5)


Максимальный коллекторный ток:


Iк.макс=Iко/ao(q)=17.1£ Iкодоп
=30 А. (3.6)


Максимальная мощность, потребляемая от источника коллекторного питания:


Pоmax=Eк×Iко=194 Вт. (3.7)


КПД коллекторной цепи при номинальной нагрузке:


h=P1max/Pоmax=0.62. (3.8)


Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе транзистора:


Pк.max=Pоmax-P1max=73.7 Вт. (3.9)


Значение Pк.max является исходным параметром для расчёта температуры в структуре транзистора и системы его охлаждения.


Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки:


Rэк.ном=Uк1кр/(2×P1max)=13.1 Ом. (3.10)


Произведём расчёт 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×fт×Cэ)=45 Ом. (3.11)


На частотах f>3×fт/bо (33.3 МГц>13.3 МГц) в реальной схеме генератора Rд можно не ставить, однако, в последующих расчётах необходимо оставлять.


Амплитуда тока базы:


c=1+g1(q)×2×p×fт×Cк×Rэк.ном=2.02; (3.12)


3.86 А. (3.13)


Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов:


Iбо=Iко/bо=0.154 А; (3.14)


Iэо=Iко+Iбо=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
, CвхОЭ
в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора (см.рис.3.2), принимая барьерную ёмкость активной части коллекторного перехода Ск.а=0.25×Ск:


LвхОЭ
=Lб+Lэ/c=2.9 нГн; (3.18)


rвхОЭ
=×[(1+g1(q)×2×p×fт×Ск.а×Rэк.ном)×rб+rэ+g1(q)×2×p×fт×Lэ]=


=1.03 Ом; (3.19)


RвхОЭ
=×[rб+(1+g1(q)×bо)×rэ]-rвхОЭ
+Rд×[1-g1(q)]=8.7 Ом; (3.20)


СвхОЭ
=bо/(2×p×fт×RвхОЭ
)=4.1 нФ. (3.21)


Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора:


rвх=rвхОЭ
+=1.184 Ом; (3.22)


Xвх=2×p×f×LвхОЭ
-=-0.532 Ом. (3.23)



Рисунок 3.3 - Эквивалентные входные сопротивление и ёмкость транзистора


Эквивалентные входные сопротивление и ёмкость транзистора (см.рис.3.3):


Rвхэк=rвх+(Xвх/rвх)2
=1.424 Ом; (3.24)


Свхэк==1.508 нФ. (3.25)



Рисунок 3.4 - Эквивалентные выходные сопротивление и ёмкость транзистора


Для получения эквивалентной выходной ёмкости транзистора (см.рис.3.4) произведём расчёт ряда вспомогательных параметров:


h=1+40×Iэо×rб/bо=4.15; (3.26)


M=40×Iэо×rб/h=28; (3.27)


ef=f/fт=0.167; (3.28)


m==4.8. (3.29)


Эквивалентная выходная ёмкость транзистора:


Свыхэк=Ск×(1+0.4×M/m2
)=390 пФ. (3.30)


Формулы (3.27)-(3.31) взяты из [3].


Входная мощность:


Pвх=0.5×Iб2
×rвх=8.81 Вт. (3.31)


Коэффициент усиления по мощности:


Кр=P1ном/Pвх=13.7. (3.32)


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


В результате расчёта каскада на максимальную мощность становятся известными следующие параметры: Iк1m=9.156 A, Iкоm=6.93 A, Iбоm=0.154 A, Ебm=2.37 В, Umб==2.54 В.


При базовой модуляции СМХ есть зависимость Iк1=f(Еб) при (Umб, Ебm, Rэк.ном)=const.


Для грубой оценки положения СМХ можно принять ее линейной и построить по двум точкам: точке максимального режима Iк1=Iк1m, Eб=Ебm и точке запирания каскада Iк1=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
=Iбоm-Iбон


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


Произведём расчёт цепей питания для схемы ОК, приведённой на рис.3.6, для режима несущей по формулам (Есм=3 В):


(3.33)


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


Мощность, рассеиваемая на резисторах:


Pr1=(Iдел+Iбо)2
×R1=1 Вт; (3.34)


Pr2=Iдел2
×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:


Lбл1³20×|Zвх|/(2×p×f)=0.13 нГн; (3.37)


Lбл2³20×Rэкном/(2×p×f)=0.28 нГн. (3.38)


Рассчитываем номинал разделительного конденсатора:


Ср1³20/(2×p×f×|Zвх|)=73 нФ. (3.39)


По методике, изложенной в [3], произведём расчёт 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 расчёта 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, изображённому на рис.3.8, причём L, L0, C0 находятся в соотношении:


2×p×f×L=2×p×f×L0-1/(2×p×f×C0).



Рисунок 3.8 – Схема приведённого 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×p2
×f2
×(L0-L))= 33 пФ. (3.42)


Определяем С1 и С2:


С1==400 пФ; (3.43)


С2==138 пФ. (3.44)


Внесённое в контур сопротивление:


rвн=Rн/(1+(2×p×f×Rн×С2)2
)=16.1 Ом. (3.45)


Добротность нагруженного контура:


Qн=r/(rо+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)


Произведём конструктивный расчёт 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 ёмкостей С0 и С2 целесообразно включить подстроечные конденсаторы (см.рис.3.9).



Рисунок 3.9 – Схема П-образного контура с подстроечными элементами


Расчёт контурной катушки L0 проводится в следующем порядке:


Размеры катушки показаны на рис.3.10.


Задаёмся отношени

ем V=l/D в пределах 0.5£V£2: V=2.


Задаёмся 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=P1ном×hк/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:


Iк=Uк1кр×2×p×f×C1=2.2 А. (3.52)


Диаметр d провода катушки вычисляем по формуле:


d[мм]³0.18×Iк×=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:


hк=rвн/(rо+rвн)=0.952. (3.55)


4. Расчёт предоконечного каскада

Рассчитаем мощность первой гармоники коллекторного тока, принимая hк=0.7:


P1ном= Вт, (4.1)


где PвыхКС
– мощность на выходе колебательной системы (КС) данного каскада.


В соответствии с требованиями, изложенными в п.3, выбираем транзистор 2Т955А со следующими параметрами:


- выходная мощность Pвых³20 Вт;


- fт=250 МГц;


- сопротивление насыщения rнас
=1.9 Ом;


- максимальное импульсное напряжение коллектор-эмиттер Uкэ=70 В;


- максимальный постоянный ток коллектора Iкодоп
=6 А;


- напряжение источника коллекторного питания Е`к=28 В;


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


- эквивалентная ёмкость база-коллектор Ск=60 пФ;


- барьерная ёмкость Сэ=240 пФ;


- индуктивности выводов Lб=2.4 нГн, Lэ=2 нГн;


сопротивление материала базы rб=0.5 Ом.


Проведя расчёт коллекторной цепи по формулам (3.2)-(3.10), получим следующие параметры (Ек=28 В, q=90°):


Uк1кр=24.02 В; Uк.макс.=56.8 В<Uк.доп=70 В; Iк1=1.05 А;


Iко=0.67 А<Iкодоп
=6 А; Iк.макс=2.1 А< Iкодоп
=6 А;


Pоном=18.7 Вт; h=0.674; Pк.макс=6.1 Вт; Rэк.ном=22.9 Ом.


Проведя расчёт входной цепи по формулам (3.11)-(3.32), получим следующие параметры:


Rд=212 Ом; c=2.08; Iб=0.447 А; Iбо=8.3 мА; Iэо=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; Pвх=0.354 Вт; Кр=35.6.


Данные для расчёта КС: Rэк.ном=22.9 Ом, Свыхэк=142 пФ, СвхОК
=1510 пФ, RвхОК
=1.42 Ом, где последние 2 параметра – соответственно входные ёмкость и сопротивление оконечного каскада.


Задаёмся 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 расчёт 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. Расчёт умножителя на 2

Рассчитаем мощность второй гармоники (n=2) коллекторного тока, принимая hк=0.8:


Pnном= Вт, (5.1)


где PвыхКС
– мощность на выходе колебательной системы (КС) данного каскада.


В соответствии с требованиями, изложенными в п.3, выбираем транзистор 2Т951В со следующими параметрами:


- выходная мощность Pвых³2 Вт;


- fт=345 МГц;


- сопротивление насыщения rнас
=10 Ом;


- максимальное напряжение коллектор-эмиттер Uкэдоп
=65 В;


- максимальный постоянный ток коллектора Iкодоп
=0.5 А;


- напряжение источника коллекторного питания Е`к=28 В;


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


- эквивалентная ёмкость база-коллектор Ск=11 пФ;


- барьерная ёмкость Сэ=80 пФ;


- индуктивности выводов Lб=4 нГн, Lэ=4.7 нГн;


сопротивление материала базы rб=2 Ом.


Расчёт умножителя проводим аналогично расчёту 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 расчёта состоит в том, что в умножителе расчёт выходной цепи и коэффициента усиления по мощности проводится по n-й гармонике.


Проведя расчёт коллекторной цепи по формулам (3.2)-(3.10), получим следующие параметры (Ек=28 В, q=60°, f=16.67 МГц):


Umк=26.8 В; Iкn=33 мА, Iк1=47 мА;


Iко=26 мА<Iкодоп
=0.5 А; Iк.макс=120 мА< Iкодоп
=0.5 А;


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


Проведя расчёт входной цепи по формулам (3.11)-(3.32), получим следующие параметры:


Rд=865 Ом; c=4.78; Iб=56 мА; Iбо=0.174 мА; Iэо=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; Pвх=23 мВт; Кр=Pnном/Рвх=19.3.


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



Рисунок 5.1 – Схема П-образного контура


Данные для расчёта КС: f=33.33 МГц, Rэк=812 Ом, Свыхэк=20 пФ, СвхПОК
=486 пФ, RвхПОК
=44 Ом, где последние 2 параметра – соответственно входные ёмкость и сопротивление предоконечного каскада.


Задаёмся 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 ёмкости 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


Расчёт 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. Расчёт кварцевого автогенератора


Данный кварцевый генератор (КГ) предназначен для формирования частоты f=16670 кГц. КГ представляет собой ёмкостную трёхточку, 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 расчёт АГ, уменьшается нестабильность частоты, связанная с нестабильностью фазового угла крутизны.



Рисунок 6.1 – Схема автогенератора по ёмкостной трёхточке


Используя [5,6], выбираем маломощный транзистор КТ371А со следующими параметрами:


- fт=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 Pкдоп=0.1 Вт.


Выбираем кварцевый резонатор РГ-27: fкв=16.67 МГц, Pкв.доп=2 мВт, rкв=2 Ом.


Нижеприведённая методика расчёта АГ взята из [3].


Расчёт по постоянному току.


Задаём Iко=7 мА, Екэ=10 В, Еэ=2 В, откуда


R3=Еэ/Iко=286 Ом; (4.1)


Еп=Екэ+Еэ=12 В. (4.2)


Определяем ток базы:


Iбо=Iко/bo=58 мкА. (4.3)


Задаём ток делителя:


Iдел=15×Iбо=875 мкА, (4.4)


откуда определяем


Rдел=R1+R2=Еп/Iдел=13.7 кОм. (4.5)


Определяем Еб:


Еб=Еэ+0.7=2.7 В, (4.6)


откуда находим


R2=Еб/Iдел=3.09 кОм; (4.7)


R1=Rдел-R2=10.6 кОм. (4.8)


Расчёт по переменному току.


Определяем сопротивление эмиттерного перехода:


rэ=0.026/Iко=3.71 Ом. (4.9)


Определяем крутизну транзистора:


S=bo/(rб+bo×rэ)=0.263 См. (4.10)


Задаём коэффициент регенерации Gр=5.115 и определяем сопротивление управления:


Rу=Gр/S=19.4 Ом(4.11)


Задаём отношение Кос`=C3/C2£1 – Кос`=1 и вычисляем


Х3==6.23 Ом, (4.12)


откуда


С3=1/(2×p×f×X3)=2.74 нФ;(4.13)


С2=С3/Кос`=2.74 нФ.(4.14)


Ёмкость блокировочного конденсатора определим из формулы:


С1=20/(2×p×f×rэ)=0.1 мкФ.(4.15)


Дроссель Lк рассчитаем по формуле:


Lк=30×X3/(2×p×f)=3.3 мкГн.(4.16)


Дроссель Lб необходим, если не выполняется условие


R1||R2³30×X2 (2.39 кОм>187 Ом).(4.17)


Энергетический расчёт АГ.


Определяем коэффициент Берга g1(q)=1/Gр=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:


Imк=Iко/aо(q)=32 мА<Imкдоп=40 мА.(4.18)


Определяем амплитуду первой гармоники коллекторного тока:


Iк1=a1(q)×Imк=12.6 мА.(4.19)


Рассчитываем амплитуду напряжения на базе:


Umб=Iк1×Rу=0.244 В. 4.20)


Вычисляем модуль коэффициента ОС:


|Кос|=0.952. (4.21)


Находим амплитуду напряжения на коллекторе:


Umк=Umб/|Кос|=0.24/0.993=0.239 В < Еп=12 В(4.22)


(условие недонапряжённого режима).


Определим мощность, потребляемую от источника коллекторной цепью:


Po=Iко×Екэ=70 мВт.(4.23)


Мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором:


Pкв=0.5×rкв×(Umб/X2)2
=1.53 мВт£Pквдоп=2 мВт.(4.24)


Мощность, рассеиваемая транзистором


Pк=Po-Pкв=68 мВт<Pкдоп=100 мВт.(4.25)


Оцениваем величину допустимого сопротивления нагрузки из условия, что нагрузка будет потреблять мощность в 10 раз меньше мощности рассеиваемой кварцевым резонатором:


Rндоп³5×Umк2
/Pкв=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: fт=300 МГц, rб=38 Ом, bo=250, Iкmax=50 мА, Iкmaxи
=200 мА, UкэRmax
=25 В, Pкmax=150 мВт.


Рассчитываем ЭП аналогично п.3.3. В результате расчёта получаем следующие параметры: Ек=12 В, Uко=6 В, Rб1=15.5 кОм, Rб2=20 кОм.


Заключение

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.


Чертёж контурной катушки ВКС приведён на РТФ КП.723500.001.


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


Разработанный передатчик можно использовать в качестве связного.


Список использованных источников

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 Радиоприёмные 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.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Расчет и конструирование АМ передатчика

Слов:2739
Символов:27026
Размер:52.79 Кб.