Расчёт радиопередатчика с АМ-модуляцией

  • Вид работы:
    Тип работы
  • Предмет:
    Электротехника
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    60,17 kb
  • Опубликовано:
    2008-12-09
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Расчёт радиопередатчика с АМ-модуляцией


                               ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Рассчитать радиопередатчик связной с АМ-модуляцией по следующим параметрам:

1.Рабочая частота                                                2  МГц

2.Выходная мощность                                       15  Вт

3.Относительная нестабильность

    частоты                                                 1.210

4.Источник питания                                      127 / 220.   В             






















1.Введение.

          Радиопередающими  называют устройства, предназначенные для выполнения двух основных функций – генерации электромагнитных колебаний высокой частоты или сверхвысокой частоты и их модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Радиопередающие устройства входят в состав радиокомплексов, содержащих, кроме того, антенны, радиоприёмные и различные вспомогательные устройства. При проектировании задают параметры, которым должен удовлетворять радиопередатчик. Основными из них являются выходная мощность на рабочей частоте или в диапазоне частот; относительная нестабильность частоты; вид и параметры модуляции.

 

 2.Структурная схема РП.

 

 А.М.

 

  У.М.

 

 П.У.

 

    G

 
                                                                                       

      





   

В состав Р.П. входят:

1.   Автогенератор с кварцевой стабилизацией.

2.   Предварительный усилитель высокой (радио) частоты.

3.   Усилитель мощности

4.   Амплитудный модулятор.

5.   Антенна.

Расчет Р.П. начнём с усилителя мощности.










3. Усилитель мощности.

         Усилитель мощности (УМ) – один из основных каскадов РП; он предназначен для усиления мощности высокочастотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых  в задающем автогенераторе, путём преобразования энергии постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний. Следовательно, в состав УМ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Эти элементы называют активными элементами (АЭ). В качестве АЭ в РП наиболее часто применяют биполярные и полевые транзисторы, иногда генераторные диоды (лавинно – пролетные, диоды Ганна).

         В состав УМ (рис.1) помимо АЭ входят согласующие цепи, а также цепи питания и смещения. На вход усилителя поступают электромагнитные колебания частоты f  от предшествующего каскада, называемого возбудителем. Нагрузкой УМ является входное сопротивление последующего каскада либо линии, ведущей к антенне.

  Цепь питания

 

Входная согласующая цепь

 

Выходная согласующая  цепь

 

  Цепь смещения

 
                                       

             

     

         

 

 

 

 

  

  

  

  

  

  

 

Рис.1. Структурная схема усилителя мощности.





3.1 Расчёт усилителя мощности на биполярном транзисторе.

Требуется рассчитать режим работы транзистора в схеме с ОЭ с мощностью первой гармоники равной 15 Вт на частоте 2 МГц.

Выберем транзистор КТ903А. Его параметры:

  Гн.    Ф.   Ф.

 

3.1.1Порядок расчёта режима работы БПТ.



3.1.2 Расчёт принципиальной схемы УМ.


 
                                                                                             

        

                                                                                  Eп.              

        

                                                   R1

                                      C3                                                  L2

                                                                                   L3            C5

                                                                                                                                       Выход    

                          C1                L1                                          

Вход

 


 

        Схема №1. Принципиальная электрическая схема УМ.



 

Выходная согласующая цепь:

 


Входная согласующая цепь:













  Таблица №1.

Элемент

Номинал

Ед. измерения

     R1

      41

        Ом.

     R2

      43

        Ом.

     C1

     0.8

        мкФ

     C2

      25    

         нФ.

     C3

     0.8

        мкФ.

     C4

       3

         нФ.

     C5

     0.8

        мкФ.

     С6

       3

         нФ.

     L1

      93

        мкГн.

     L2

       2.7

        мкГн.

     L3

       2

        мкГн.

4. Расчёт предварительного усилителя.

Предварительный усилитель выполнен на транзисторе  КТ911А. Расчёт режима и принципиальной схемы





                                                                                                                           Еп

 

                                                  С1                R1                 L1

 

                                      

 

                                                          L2

 


                                            С2                     R2

 

 



Схема№2. Принципиальная электрическая схема предварительного усилителя.




4.1 Расчёт электрического режима транзистора большой мощности КТ911А. Его параметры:

По формулам п.3.1.1 и п.3.1.2 рассчитаем режим работы и принципиальную схему.

 

Расчёт цепи согласования L2C3:


Таблица №2

Элемент

  Номинал

       R1

       1.8

         кОм.

       R2

      1.82

         кОм.

       C1

       0.8

          мкФ.

       C2

       0.6

           нФ.

       L1

        67

          мкГн.

       L2

        45

          мкГн.





5.Автогенератор.

Автогенератор – это источник электромагнитных колебаний, колебания в котором возбуждаются самопроизвольно без внешнего воздействия. В радиопередатчиках автогенераторы применяются в основном в качестве каскадов, задающих несущую частоту колебаний. В зависимости от типа АЭ различают транзисторные и диодные автогенераторы. Идея создания транзисторного автогенератора основана на том, чтобы обеспечить режим транзистора приблизительно такой же,

как в УМ. При этом на вход транзистора подаются колебания не от внешнего источника, а из собственного резонатора через цепь обратной связи. Главное

свойство резонатора – колебательный характер переходного процесса. Простейший резонатор – это колебательный контур.

Относительная нестабильность частоты  автогенераторов, выполняемых на резонаторах в виде -контуров, менее  . Однако к современным радиопередатчикам предъявляют более высокие требования по стабильности частоты. Как правило, долговременная относительная нестабильность частоты должна быть не менее чем , что можно обеспечить, применяя кварцевые резонаторы.





5.1 Структурная схема автогенератора с кварцевой стабилизацией.

 

 

 

 

Согласующая

цепь

 

Кварцевый

резонатор

 
 

 

 

                                                    к нагрузке    









5.2 Расчёт автогенератора с кварцевой стабилизацией.

                       Rбл                                                                Ссв

      



                               R1

 

                                                                                     С2    

 

               Сбл1       R2        С1     Rсм            Сбл2

 




Схема№3. Принципиальная электрическая схема кварцевого автогенератора.

Выберем в качестве АЭ транзистор КТ331А. Его параметры:

Расчёт произведём по указанным ниже формулам.






Расчёт  кварцевого резонатора.









Элемент

Номинал

Ед. Измерения

  R1

     4.66

        кОм.

  R2

        1

        кОм.

  Rсм

      873

         Ом.

  Rбл

      4.2

        кОм.

      0.05

        мкФ.

  С2

      1.1

        мкФ.

  Ссв

     385

         пФ.

  Сбл1

      0.8

        мкФ.

  Сбл2

     900

         пФ.






6.Модулятор.

         Модулятор – это каскад радиопередатчика, в котором осуществляется модуляция высокочастотных колебаний в соответствии с передаваемым сообщением. Как известно, модуляцией в радиотехнике называют процесс управления одним из параметров высокочастотного колебания

, где  - амплитуда, - частота, - начальная фаза,- мгновенная фаза колебания.

         Изменяя с помощью управляющего НЧ сигнала амплитуду , получим амплитудную модуляцию.

          Структурная схема модулятора изображена на Рис.2. Преобразование спектра, которое происходит при модуляции, возможно в нелинейных системах либо в линейных системах с переменными параметрами. В качестве НЭ используют п/п диоды и транзисторы.




 










Рис.2. Структурная схема модулятора.

6.1.АМ – модуляция изменением напряжения питания.

          Выходной ток АЭ зависит от напряжения на коллекторе, особенно сильна эта связь в перенапряжённом режиме. Поэтому можно осуществлять АМ – модуляцию, изменяя напряжение на коллекторе. В данном случае модулирующий сигнал вводят в цепь питания АЭ и напряжения питания (рис.3.)

 

напряжение питания в режиме несущих колебаний (напряжение источника питания);  амплитуда НЧ колебаний.





 












       Вход ВЧ

Цепь   питания

 






                                                                                                                                                Вход НЧ

Цепь   смещения

 
 









Рис.3. Функциональная структурная схема АМ – модулятора при модуляции                                                                     напряжением питания.

6.2 Расчёт электрического режима.

Колебательная мощность в максимальном режиме

Где максимальная глубина модуляции , а выходная мощность в режиме молчания

Выбираем транзистор, способный рассеивать мощность того же порядка, например КТ970А, для которого

                                                                                                                                        Еп1

 

                                            R1                                                                Cбл  

 

      Вход НЧ

 

                                            R2                                                                             Еп2

 

                                                                                                                                                        Выход

 

                           Вход ВЧ

 





Схема№4. Принципиальная электрическая схема АМ – модулятора при модуляции напряжением питания.

Расчёт произведём по формулам пункта 3.1.1.



В качестве предварительного УНЧ применим каскад, выполненный на микросхеме К174УН9 с типовой схемой включения (рис.4.).





                                                                                                                                                  напряжение

                                                                                                                                                     питания

                                                                              +     100мк                0.1мк

 


                               10мк                              1                                  1000мк 

К174УН9

 
                                     +             8                                            16  +                                                 Выход

        Вход

                                                   10

                                             

 

                                                                      11                                 220                  0.1мк

 

                                                                                     500мк                                                    4

                                                                                 +

 

                                                                                                               2                     1

 

Чувствительность входа……………20     мВ.

Напряжение питания……………..16,5     В.

Потребляемый ток…………………..60      мА.







































































                Список используемой литературы:

1.   Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.                     Авторы: Б.Е. Петров, В.А. Романюк

2.   Проектирование радиопередатчиков.                                                               Под редакцией В.В. Шахгильдяна

3.   Схемы устройств формирования радиосигналов.                                      Авторы: А.И. Александров, М.П. Кевлишвили

4.   Справочник по транзисторам.

5.   Каталог по транзисторам и интегральным схемам.

 

Похожие работы на - Расчёт радиопередатчика с АМ-модуляцией

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!