Обобщенная структурная схема

ОМ передатчик

Расчёт структурной схемы

Дисциплина: Устройства генерирования

радиосигналов

Составил:

Ст. преп. каф. РЭКУ Гимадеева Л.А.

Казань 2014

Содержание

Введение………………………………………………………………………………... 3

1. Обобщенная структурная схема…………………………………………………..... 4

1.1. Структурная схема ОМ передатчика…………………………………………….. 7

1.2.1.Пример расчета оконечного каскада (ОК) ОМ передатчика…………………. 12

1.2.2..Выбор активного элемента ..………………………………………………....... 13

2. Расчёты параметров биполярного транзистора и усилителя мощности по
схеме с общим эмиттером (УМ с ОЭ) ……………………………………………. .. 18

2.1. Параметры биполярного транзистора …………………………………………….18

2.2. Коэффициент усиления по мощности …………………………………………….27

2.3. Коэффициент использования напряжения источника питания в критическом режиме ξ………………………………………………………………………………... 27

2.4. КПД коллекторной цепи……………………………………………………………28

2.5. Максимальная мощность в коллекторной нагрузке каскада на выбранном транзисторе……………………………………………………........................................29

2.6.КПД усилителя мощности…………………………………………………………..30

2.7.Входная мощность ………………………………………………………………….30

Приложение 1…………………………………………………………………………… 34

Приложение 2……………………………………………………………………………...37

Список литературы……………………………………………………………………… 42

Введение

При курсовом проектировании прежде, чем производить расчет каскадов, необходимо рассчитать структурную схему радиопередатчика.

В предлагаемой методической работе рассматривается многокаскадное радиопередающее устройство на биполярных транзисторах с однополосной (ОМ) модуляцией. Результатом расчета структурной схемы является:

а) тип активного элемента каждого каскада;

б) номинальная величина напряжения питания каждого каскада;

в) ориентировочные величины параметров каскадов:

коэффициент усиления по мощности - К_Р,

выходная мощность - Р_вых,

входная мощность - Р_вх,

коэффициент полезного действия - η;

г) количество каскадов.

Проектирование радиопередающего устройства можно разделить на этапы:

А. Расчет высокочастотного тракта.

а) Выбор формирователя модулированного сигнала (радиосигнала):

при ОМ- способ формирования ОМ сигнала, расчет U_Ω, U_w, P_Ω, P_w, U_{вых ом} ,

б) Выбор активных элементов и расчет их параметров,

в) Определение количества каскадов . Если в структурной схеме применены УМ с ОБ и умножители частоты, то параметры каскадов пересчитываются по п. 3 и п. 4 соответственно.

В. Расчет низкочастотного тракта:

а) выбор микрофона ,

б) выбор аналоговой микросхемы

в) выбор активных элементов, расчет их параметров, определение количества каскадов, как правило, при АМ .

Обобщенная структурная схема

Расчет радиопередатчика ведется от конца к началу, т.е. от передающей антенны до возбудителя (автогенератора – АГ). Как правило, при курсовом проектировании задаются следующие параметры:

a. мощность в антенне Р_А,

b. рабочая частота f_раб,

c. относительная нестабильность частоты ,

d. вид модуляции, коэффициент нелинейных искажений К_{ни ;}

диапазон модулирующих частот F_н ….. F_в

e. параметры антенны Z_A = R_A + jX_A или сопротивление фидера ρ_ф,

f. коэффициент фильтрации выходного каскада Ф.

Мощность возбудителя может быть:

при (1.1)

при На рис.1 представлена обобщенная структурная схема радиопередатчика. Подключение модулятора зависит от вида модуляции и будет рассмотрено далее.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема ОМ передатчика

E_k1 <…< E_{K(k-1 )} <…< E_{K(k-1 )} < E_Kk – напряжение питания максимально в оконечном каскаде и снижается по мере продвижения к началу передатчика, равенство напряжений питания допускается при специальных требованиях.

К_р1 >…> К_Р(к-i) >…> К_Р(к-i) > K_Pk – при правильном расчёте передатчика коэффициент усиления по мощности максимален в начальных каскадах и минимален в оконечном.

ОК – оконечный каскад;

ПРОК – предоконечный каскад;

ПМК – промежуточный каскад;

УмнЧ – умножитель частоты;

В – возбудитель;

М – модулятор.

Модулятор (М) в зависимости от вида модуляции подключается или в конце ВЧ тракта – при АМ или ИМ, или в начале ВЧ тракта – при ЧМ.

При ОМ формирователь ОМ сигнала включается в начале ВЧ тракта, а усилители мощности ВЧ тракта работают в режиме усиления модулированных колебаний, т.е. с низким кпд.

ОК, ПРОК, ПМК, УмнЧ относятся к генераторам с внешним возбуждением (ГВВ) и любой из них включает в себя активный элемент и колебательную систему. В транзисторных радиопередатчиках чаще всего в качестве колебательных систем применяются П- , Г- , Т- образные фильтры, так как они удобны для согласования R_ЭКВКР и R_Н и имеют высокий коэффициент полезного действия , что является одним из основных требований при проектировании генераторов. R_ЭКВКР - это эквивалентное критическое сопротивление коллекторной нагрузки, соответствующее критическому энергетически выгодному режиму генератора , определяется в энергетическом расчете, R_Н- сопротивление нагрузки каскада, в ОК- это сопротивление фидера или антенны, в ПРОК, ПМК, УмнЧ- это входное сопротивление следующего каскада.

Исходя из заданной мощности в антенне Р_А , необходимо определить мощность, которую должен выдать выбранный транзистор с учетом потерь в фидере и колебательной системе

(1.2)

где

Р_ок – мощность на коллекторе оконечного каскада,

- кпд фидера,

для П-, Г-, Т- образных фильтров,

для контура.

Входная мощность оконечного каскада:

(1.3)

где К_р – коэффициент усиления по мощности

Мощность на коллекторе транзистора предоконечного каскада с учетом потерь в колебательной системе:

(1.4)

Аналогично производятся расчеты промежуточных каскадов и умножителя частоты (если он требуется) до тех пор, пока входная мощность первого промежуточного каскада не будет примерно равна выходной мощности автогенератора ф. (1.1):

(1.5)

Если в высокочастотном тракте используется УМ по схеме с общей базой (ОБ), то перерасчет параметров УМ с ОБ проводится в соответствии с п. 3, исходя из рассчитанных параметров УМ с ОЭ. Аналогично следует провести перерасчет параметров при применении умножителя частоты по п. 4.

Низкочастотный тракт связывает датчик звуковых частот (микрофон) с модулируемым каскадом, мощность НЧ тракта и соответственно количество каскадов зависят от вида модуляции (см. последующие пункты). Биполярные транзисторы выбираются также, как и для ВЧ тракта, с учетом требуемой мощности и верхней частоты модуляции F_В . Микрофон ВМ и микрофонный усилитель выбираются по п. 5.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: