Проект базового блока радиотелефона

Проект базового блока радиотелефона

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время широкое распространение получили различные виды беспроводной связи: сотовая, транковая, связь посредством радиостанций и т.п. В их ряду важное место занимает радиотелефонная связь. Существуют различные модели радиотелефонов, выпускаемые фирмами SANYO, SENAO, PANASONIC и др., которые различаются по частотному диапазону, мощности излучения, чувствительности приемника и т.п. Радиус действия радиотелефона зависит от многих факторов: мощности излучения, чувствительности, типа применяемой антенны и высоты ее установки. Также сильно влияет зашумленность эфира, рельеф местности и характер застройки при работе радиотелефона в городе.

Практика показывает, что при применении соответствующих мер, реально получить дальность действия порядка 10-20 км в городе, а при использовании направленной антенны существенно повысить ее.

Так как условия распространения радиоволн сильно зависят от частоты излучаемого сигнала, то из радиотелефонов диапазонов 30, 300 и 900 МГц для достижения большого радиуса действия следует использовать вторые. Возможно также использование СВ - диапазона 27 МГц, но здесь придется смириться с большим уровнем помех, так как это диапазон общего пользования.

Нельзя не отметить довольно актуальную в настоящее время тему, посвященную связи с различного рода подвижными объектами, например, с автомобилем. На сегодняшний день для этого во многих случаях используют радиостанции. Однако это средство связи не лишено недостатков: при использовании радиостанции осуществляется симплексная связь, что само по себе несколько неудобно, так как невозможно одновременно передавать и получать необходимую информацию. Этого недостатка лишена телефонная связь, при которой осуществляется дуплексный режим передачи и получения сообщения.

Появление на рынке радиотелефонов позволяет разрешить это противоречие.

Стоимость радиостанции несколько превышает стоимость бытового радиотелефона, что наводит на мысль о попытке создания если не более дешевой связи, то о возможности создания более выгодной по соотношению возможности/цена связи. Такую связь можно построить на основе бытового радиотелефона путем добавления к нему двух блоков. Построенная таким образом система связи позволит существенно улучшить показатель возможности/цена, а также удобство пользования.

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Итак, перед нами поставлена задача разработать приемное устройство системы связи с подвижными объектами. Это устройство представляет собой по сути дела составную часть связного комплекса, предназначенного для увеличения радиуса действия обычного радиотелефона. Другое название проектируемого устройства - базовый блок. В состав комплекса входит также и блок подвижного объекта, устанавливаемый на самом каком-либо подвижном объекте, например в автомобиле. Базовый блок устанавливается непосредственно в близости от телефонного аппарата. Именно эти два блока и обеспечивают увеличение дальности действия бытового радиотелефона.

Отметим, что бытовой радиотелефон состоит из двух основных частей: трубки телефонного аппарата (или просто трубки) и самого телефонного аппарата, называемого также базой. Эти две части «связаны» между собой по радиоканалу с помощью двух частот. Посредством этого и осуществляется дуплексная связь. Такие радиотелефоны в настоящее время получили весьма широкое распространение и все чаще и чаще пользуются спросом у покупателей. В связи с чем российский рынок буквально заполнен различными моделями радиотелефонов, подавляющее большинство из которых изготовлено за рубежом. Эксплуатация таких радиотелефонов в России зачастую оказывается неблагоприятной, так как иногда возникают помехи приему телевизионных и (или) радиовещательных передач. Это происходит вследствие исторически сложившихся отличий в распределении занятости частотных диапазонов по стандартам разных стран. Например, диапазон 46-50 МГц в одной из азиатских стран используется для радиотелефонной связи, а в России этот диапазон частично пересекается с диапазоном работы первого телевизионного канала, который располагается в пределах 48,5 - 56,5 МГц.

Вниманию владельцев такого рода радиотелефонов предлагается следующая его модернизация: частоты несущих, мешающих приему полезных передач, переносятся в СВ-диапазон (Си - Би - диапазон), специально выделенный для работы гражданских связных средств (преимущественно радиостанций). В этом диапазоне разрешается излучать сигнал мощностью до 10 Вт, что позволит увеличить дальность действия радиотелефона в черте города до 10 - 15 км, а также исключить помехи при приеме полезных сигналов.

Схема работы комплекса представлена на рисунке 1.1.

Система работает следующим образом. Сигнал с базы по кабелю на частоте 46,730 МГц поступает в базовый блок, где после его усиления он излучается антенной в пространство и принимается непосредственно трубкой. Ответный сигнал с трубки на частоте 49,120 МГц подается на блок подвижного объекта, который не только осуществляет перенос спектра полезного сигнала с этой частоты на частоту 27,015 МГц, но и после усиления излучает антенной обратно. Этот излученный сигнал принимается базовым блоком, который осуществляет обратный перенос спектра полезного сигнала с частоты 27,015 МГц на частоту 49,120 МГц, а затем по кабелю подает его на вход базы. Видно, что частично «избавляясь» от сигнала на частоте 49,120 МГц мы исключаем помехи приему первого телевизионного канала. Разберем вопрос относительно сигнала с трубки на той же частоте. Во-первых, он маломощный. Во-вторых, при нахождении трубки и блока подвижного объекта в салоне автомобиля, осуществляется своего рода «экранировка» излучаемого трубкой сигнала, что уменьшает его мощность за габаритами автомобиля (вне салона транспорта). А в-третьих, при движении транспорта, создаваемая помеха будет столь незначительной по отношению к полезному сигналу, что на качество приема полезного сигнала она практически не повлияет.

Из описания работы системы стало ясно, что базовый блок состоит как бы из двух независимых частей: приемной и передающей, поэтому можно все расчеты производить отдельно для каждой из частей.

Рисунок 1.1 - Схема работы связного комплекса

Отметим также тот факт, что в исходную задачу работы входила разработка именно приемного устройства системы связи с подвижными объектами, так что производить полный расчет принципиальной схемы передающей части мы не будем, тем более, что расчет передающей части будет состоять из однотипных вычислений (расчет усилительных каскадов). Поэтому при выполнении проекта для передатчика произведем расчет только выходного каскада и выходной колебательной системы.

Введем и обоснуем некоторые недостающие параметры для проектирования устройства.

Так как устройство будет работать в СВ-диапазоне, то избирательность по зеркальному каналу желательно иметь довольно большой. Выберем ее равной

.

В нашем случае отсутствуют жесткие требования к сигналу, по сравнению с радиовещательными приемниками, поэтому неравномерность амплитудно-частотной характеристики примем равной

.

Так как в качестве информационного сигнала выступает телефонный, то, согласно ГОСТ, модулирующие частоты занимают полосу от  до .

Если отношение сигнал/помеха на входе приемника , то применение ЧМ дает выигрыш в отношении сигнал/помеха на входе приемника в  раз при синусоидальной, в  раз при флуктуационной и в  раз при импульсной помехе, где  - индекс модуляции. Чтобы оценить этот выигрыш вычислим индекс модуляции по формуле

,

где  - максимальная частотная девиация;

 - максимальная частота спектра принимаемого сообщения.

Так как , а согласно техническому заданию (ТЗ) , то получим, что

.

Указанный в ТЗ динамический диапазон входных сигналов говорит о том, что приемное устройство должно обеспечить нормальную работу при изменениях входного сигнала в 1000 раз по напряжению и более.

Избирательность по соседнему каналу  при расстройке  должна быть согласно ТЗ не менее минус 35 дБ, но совершенно очевидно, что чем  выше, тем лучше, поэтому по возможности постараемся улучшить избирательность по соседнему каналу.

Избирательность по каналу прямого прохождения также должна быть сравнительно высокой величиной, поэтому зададимся величиной  равной .

Указанные в ТЗ используемые рабочие частоты, а также требование обеспечения заданной мощности передающей части, позволяют использовать в качестве активных элементов передатчика транзисторы, так как максимальная выходная мощность получаемая с одного транзистора в настоящее время может достигать 250 Вт.

Уровень внеполосного излучения, указанный в ТЗ, составляет минус . Для его достижения в качестве выходной колебательной системы необходимо применить двойной П-контур.

Проектируемое устройство будем разрабатывать на базе наиболее многофункциональных интегральных микросхем (ИМС) для обеспечения наименьших размеров, что в настоящее время является весьма актуальным вопросом.

Таким образом, мы обладаем всеми необходимыми данными на первоначальном этапе для проектирования заданного устройства, а, следовательно, можно начинать непосредственно само проектирование.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА И ПЕРЕДАТЧИКА

.1 Выбор структурной схемы передающего узла

Из ТЗ и его анализа видно, что на вход передающего узла базового блока поступает частотно-модулированный сигнал с несущей частотой  и уровнем входного возбуждения при , т.е. мощность входного сигнала равна

На антенном же эквиваленте требуется получить мощность излучения Очевидно, что в этом случае наш передающий узел представляет собой простой высокочастотный линейный усилитель, состоящий для обеспечения заданной выходной мощности из необходимого числа усилительных каскадов. Тогда структурная схема передающего узла базового блока выглядит предельно просто. Она представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема передающего узла базового блока

2.2  Выбор структурной схемы приемного узла

Для обеспечения заданных в ТЗ параметров относительно входной и выходной частот приемника-преобразователя (центральная частота на входе , а центральная частота на выходе ) возможны два варианта построения схемы проектируемого устройства:

·   непосредственный перенос сигнала с одной несущей частоты на другую с помощью преобразователя частоты (см. рисунок 2.2);

·   прием высокочастотного сигнала и выделение из него информационного низкочастотного сигнала с помощью приемного устройства, а затем его перенос на новую несущую при помощи частотно-модулированного автогенератора ЧМАГ (см. рисунок 2.3).

Рисунок 2.2 - Структурная схема приемника-преобразователя. Непосредственный перенос спектра

Рисунок 2.3 - Структурная схема приемника-преобразователя с выделением спектра информационного сигнала

Рассмотрим достоинства и недостатки перечисленных методов. При непосредственном переносе сравнительно легко осуществляется требуемая операция посредством преобразователя: в качестве промежуточной частоты можно выбрать требуемую выходную несущую частоту.

Известно, что операция переноса спектра частот основана на применении элементов с нелинейными характеристиками, а этими элементами в преобразователях служат преимущественно транзисторы и диоды /1/. Более того, при выборе режима электронных приборов стремятся реализовать максимальный коэффициент передачи; линейность преобразования в отношении преобразуемого сигнала; минимальный уровень побочных продуктов преобразования, которые могут быть помехами радиоприему и т.д. /1/.

Однако опыт в создании такого устройства предшественниками показывает, что при таком построении приемного узла не удается достичь нормальной работы всего устройства.

В пользу же второго варианта построения схемы можно отметить тот факт, что современные достижения микроэлектронной промышленности позволят существенно упростить задачу, так как возможно применение микросхем, в которых требуемые блоки приемного устройства будут уже интегрированы.

Тогда структурная схема всей приемо-передающей части базового блока будет иметь вид, как показано в приложении А.

3. РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА И ПЕРЕДАТЧИКА

3.1 Расчет функциональной схемы передающего узла

Итак, общий принцип построения передающего узла уже был изложен ранее. Теперь можно рассчитать функциональную схему: определить общее число усилителей и других каскадов, типы транзисторов в них, определить принцип построения выходного каскада и т.д.

Рассматриваемый здесь расчет необходим на начальном этапе проектирования для того, чтобы достаточно простым путем получить первое цельное представление о проектируемом передатчике и при дальнейшем проектировании согласовать отдельные частные решения с общей схемой в целом.

Расчет схемы проводится без детального расчета режима каждого каскада на основе справочных и экспериментальных данных о транзисторах. Эти данные позволяют подобрать несколько типов транзисторов, мощности и рабочие частоты, которые близки к требуемым для рассматриваемого каскада. Выбор наиболее подходящего типа удобно вести с помощью таблиц, приведенных в /2,3/. Одновременно производится уточнение схемы каскада: резонансная или широкополосная, однотактная или двухтактная, с общим эмиттером или с общей базой, режим работы с отсечкой или без отсечки коллекторного тока и т.д.

Экспериментальные данные содержат сведения о полученных на частоте  определенной мощности  при КПД коллекторной цепи , коэффициенте усиления по мощности  и питающем напряжении . В передатчиках «мощные» транзисторы чаще всего приходится использовать почти на пределе их возможностей по частоте, т.е. в области «высших» частот

,

где - статический коэффициент усиления тока в схеме с общим

эмиттером (ОЭ);

 - граничная частота, на которой .

Поэтому их коэффициент усиления по мощности  мал и зависит от частоты следующим образом:

, (3.1)

где  - условия работы транзистора в рассматриваемом каскаде проектируемого передатчика. Вычисленный таким образом ориентировочный коэффициент усиления транзистора по мощности используют для определения мощности предшествующего каскада

.  (3.2)

Аналогичную процедуру выбора транзисторов и оценки  проводят для всех предшествующих каскадов /2/.

Очень важным фактором при проектировании является правильно подобрать напряжение питания для выходного каскада, определяющего КПД всего передатчика. Если  выбрать равным наибольшему предельно допустимому для данного типа транзистора, то следует ожидать существенного снижения его надежности из-за опасности пробоя. Если же значительно недоиспользовать транзистор по , то снизится КПД коллекторной цепи (что само по себе уже плохо), потребуется более интенсивное охлаждение и, опять-таки, можно ожидать снижения надежности из-за опасности перегрева транзистора /2/.

Промежуточные каскады проектируются либо с расчетом на такое же напряжение питания, как и в выходном каскаде (или незначительно меньшее за счет падения напряжения на развязывающих цепях), либо на меньшее, которое придется получать от другого источника (выпрямителя).

Цепи питания передатчика упрощаются, если в нем применить транзисторы одного типа проводимости (p-n-p или n-p-n).

Известно /2/, что для генерации значительной мощности при высоком КПД транзистор должен работать с достаточно большими переменными токами и напряжениями, значения которых соизмеримы со значениями постоянных токов и напряжений. Совокупность мгновенных значений токов и напряжений на транзисторе в течение периода радиочастоты колебаний определяет режим автогенератора.

Выделяют прежде всего режим работы транзистора без отсечки тока, когда транзистор не выходит из активного состояния (иногда его называют режимом класса А). При этом транзистор обеспечивает наибольшее усиление по мощности. При усилении гармонических колебаний форма коллекторного тока также близка к гармонической, что позволяет исключить фильтры в межкаскадных цепях и строить генераторы широкодиапазонными. Эти важные преимущества обуславливают широкое использование такого режима работы транзистора в предварительных, сравнительно маломощных каскадах передатчика, а в ряде случаев - в предоконечных и даже оконечных каскадах. Основные недостатки такого режима - очень низкий КПД генератора и большая рассеиваемая мощность , которая в режиме молчания достигает максимального значения, равного потребляемой мощности .

Для уменьшения  и повышения КПД коллекторной цепи и колебательной мощности режим транзистора выбирают таким, чтобы коллекторный ток проходил импульсами (работа с отсечкой тока). При этом в течение части периода радиочастотных колебаний эмиттерный переход закрыт, транзистор находится в состоянии отсечки; в течение другой части периода при открытом эмиттерном переходе транзистор может находиться в активном состоянии или в состоянии насыщения. По этому признаку различают два режима работы транзистора: недонапряженный - транзистор попеременно находится в состоянии отсечки и в активном состоянии; ключевой - транзистор попеременно находится в состояниях отсечки и насыщения. Промежуточное положение занимает перенапряженный режим, при котором транзистор находится попеременно в состояниях отсечки, активном и насыщения. Граничным между недонапряженным и перенапряженным режимами является критический режим, когда в некоторый момент времени транзистор находится на границе между активным состоянием и состоянием насыщения /2/.

Различия в способе управления током коллектора определяют и ограничивают области применения режимов. Ключевой режим можно применять только при работе с постоянной амплитудой радиочастотных колебаний, например при усилении ЧМ и ФМ колебаний.

Поскольку в ключевом режиме для обеспечения состояния насыщения требуется большая амплитуда возбуждения, то для него характерны меньшие значения коэффициента усиления по мощности. При этом частотные ограничения обусловлены не только меньшим значением коэффициента усиления по мощности, но и влиянием выходной емкости, а также влиянием индуктивностей выводов транзистора, приводящим к дополнительным коммутативным потерям и в следствие этого - к снижению КПД. Эти обстоятельства ограничивают возможность реализации ключевого режима областью сравнительно низких частот, верхняя граница которых составляет . Для современных генераторных транзисторов ограничение на ключевой режим наступает на частотах 30…100 МГц. Поэтому на более высоких частотах возможно применение перенапряженного и критического режимов. Первый по стабильности выходной мощности близок к ключевому режиму, но отличается меньшим значением КПД. Второй обеспечивает наибольший коэффициент усиления по мощности при достаточно высоком КПД. Поэтому на частотах, близких к максимальной, даже при усилении колебаний с постоянной амплитудой целесообразно использовать критический режим с целью достижения наибольшего усиления /2/.

Существует два вида схемного построения генератора с внешним возбуждением (ГВВ): резонансный и широкополосный. Наиболее универсальный - резонансный ГВВ. Наличие выходного колебательного контура позволяет с помощью контурной катушки скомпенсировать вредное влияние паразитных выходных и входных емкостей ГВВ и обеспечить одинаково хорошую работу  в широком интервале несущих частот /2/.

При выполнении ГВВ на биполярных транзисторах (БТ) их включают по схеме с общим эмиттером (ОЭ), где одновременно обеспечивается усиление, как по току, так и по напряжению и тем самым достигается наибольший коэффициент усиления по мощности /3/.

Генераторы ГВВ с коэффициентом перекрытия по частоте , т.е. с резонансной нагрузкой, выполняют главным образом однотактными. При этом транзисторы могут работать с отсечкой тока, поскольку фильтрация высших гармоник осуществляется в межкаскадных и выходных цепях связи /3/.

Итак, теперь можно приступить к самому расчету. Как известно /3/, для обеспечения высокой стабильности частоты передатчика его обычно строят по многокаскадной схеме. Колебания маломощного возбудителя (источника сигналов) последовательно усиливаются несколькими каскадами усиления и доводятся до заданной мощности.

Согласно ТЗ нам требуется получить мощность излучения , но, учитывая из /3/ потери в выходной фильтрующей (колебательной) системе (ВКС) передающего узла и приняв КПД ВКС , последний (N - й) каскад усиления должен обеспечить колебательную мощность /2,3/ равную

,  (3.3)

или

.

Тогда из /2/ для оконечного каскада выбираем транзистор 2Т920А, энергетические характеристики которого таковы: , , , , . Подставляя в выражение (3.1) необходимые из перечисленных энергетических характеристик, а также учитывая условия работы транзистора в нашем передатчике, мы можем определить коэффициент усиления по мощности оконечного каскада:

,

здесь принято .

Для того, чтобы оконечный каскад развивал колебательную мощность  при коэффициенте усиления по мощности , предоконечный каскад должен обеспечить мощность на своем выходе, определяемую выражением

,  (3.4)

где - потери в межкаскадных цепях согласования.

Подставляя в выражение (3.4) известные величины, а также  получим, что колебательная мощность предоконечного каскада равна

.

По известным соображениям выбора транзистора для усилительного каскада в предоконечном каскаде будем использовать транзистор 2Т610Б со следующими энергетическими характеристиками: , , , , . На нашей рабочей частоте и напряжении питания  этот транзистор обеспечит коэффициент усиления по мощности равный

,

что для схемы транзисторного каскада с общим эмиттером является вполне приемлемой величиной (согласно /7/ транзисторный усилительный каскад включенный по схеме с ОЭ обеспечивает коэффициент усиления по мощности порядка 300…1000 и больше).

Мощность на входе предоконечного усилительного каскада согласно выражению (3.4) оценивается величиной равной

,

а это соответствует входной мощности по отношению к нашему передающему узлу. Следовательно, для обеспечения усиления мощности с  до  на антенном эквиваленте нам потребуется два усилительных каскада, построенных на транзисторах 2Т920А и 2Т610Б.

Также следует отметить тот факт, что этот расчет носит ориентировочный характер, т.е. при расчете принципиальной схемы, где производится полный расчет, количество каскадов усиления может как увеличиться, так и уменьшится (что бывает крайне редко, чаще количество каскадов увеличивается). Поэтому при расчете принципиальной схемы передатчика может оказаться, что для получения требуемой мощности нам потребуется три, а то и четыре каскада усиления.

Таким образом, расчет функциональной схемы передающего узла можно считать законченным. Схема представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Функциональная схема передающего узла базового блока

3.2 Расчет функциональной схемы приемного узла

3.2.1 Выбор и обоснование функциональной схемы приемного узла

Итак, как мы выяснили, проектируемый приемный узел должен состоять из двух основных блоков: непосредственно приемника сигналов (приемного устройства) и ЧМАГа, который и осуществляет перенос спектра модулирующих частот на новую несущую.

Сам приемник будем строить по супергетеродинной схеме. Супергетеродинные приемники имеют свойственные им недостатки - появление побочных каналов приема, мешающих приему полезных сигналов /4/:

·   канал прямого прохождения;

·   зеркальный канал;

·   комбинационные частоты;

·   субгармоники частоты настройки радиоприемника.

Использование супергетеродинных приемников обеспечивает

выигрыш в усилении сигнала и в повышении чувствительности, что влечет за собой увеличение дальности уверенного приема.

По количеству преобразований частоты все супергетеродинные приемники делятся на несколько типов:

- приемники с одинарным преобразованием частоты;

- приемники с многократным преобразованием частоты (двойным и более).

Следует отметить, что многократное преобразование частоты используется в профессиональных приемниках (в системах связи), где необходимо обеспечить одновременно выполнение высоких требований к избирательности по зеркальному и соседнему каналам. А так как проектируемое устройство относится к средствам связи, то в приемном устройстве будем использовать двойное преобразование частоты.

В настоящее время используют три типа супергетеродинных приемников с двойным преобразованием частоты /4/:

- с фиксированной настройкой;

- с перестройкой частоты первого гетеродина (а при необходимости контуров входной цепи ВЦ и усилителя радиочастоты УРЧ) и фиксированными значениями первой и второй промежуточных частот и частоты второго гетеродина;

- с перестройкой частот второго гетеродина (а при необходимости контуров ВЦ и УРЧ).

Мы осуществляем прием на фиксированной частоте, что говорит о целесообразности использования первого типа супергетеродинного приемника.

На рисунке 3.2 приведена структурная схема линейного тракта любого приемника (ЛТП). На ней обозначено:

ВЦ - входная цепь;

УРЧ - усилитель радиочастоты;

ПЧ1 - первый преобразователь частоты;

Г1 - первый гетеродин;

УПЧ1 - первый усилитель промежуточной частоты;

ПЧ2 - второй преобразователь частоты;

Г2 - второй гетеродин;

УПЧ2 - второй усилитель промежуточной частоты.

Рисунок 3.2 - Структурная схема линейного тракта приемника

С выхода ЛТП (с УПЧ2) сигнал должен поступить на демодулятор, в нашем случае - частотный детектор (ЧД), но для устранения паразитной амплитудной модуляции сигнала, перед ЧД необходимо поставить ограничитель (О). На выходе ЧД мы получим спектр информационного сигнала, который затем должен подаваться на ЧМАГ. В ЧМАГе в качестве управителя частоты будем использовать варикап, на который скорей всего для обеспечения требуемой девиации частоты придется подавать сигнал большей амплитуды, чем сигнал с выхода приемного устройства. Тогда перед ЧМАГом необходимо включить усилитель низкой частоты (УНЧ), который усилит информационный сигнал до нужной величины.

Учитывая опыт в разработках различного рода приемных устройств на базе ИМС, можно сказать, что уровень внешних помех в антенне значительно больше приведенного ко входу уровня собственных шумов приемника. А это говорит прежде всего о том, что нет необходимости проектировать устройство с малым коэффициентом шума, применяя малошумящий УРЧ и тем самым усложняя разработку устройства и повышая его стоимость.

Таким образом, можно составить функциональную схему приемного узла. Она представлена на рисунке 3.3.

3.2.2 Расчет допустимого коэффициента шума

При известной полосе пропускания ЛТП можно перейти к выбору первых каскадов приемника, обеспечивающих требуемую чувствительность. Этот параметр можно характеризовать реальной чувствительностью приемника. Если реальная чувствительность задана в виде величины э.д.с. сигнала в антенне, при которой отношение эффективных значений напряжений сигнал/помеха на выходе приемника больше минимально допустимого отношения или равно ему, то следует вычислить допустимый коэффициент шума из условия /4/:

 (3.5)

где - чувствительность приемника;

 - минимально допустимое отношение эффективных напряжений сигнал/помеха на входе приемника;

 - напряженность поля внешних помех;

 - действующая высота приемной антенны;

 - шумовая полоса ЛТП;

 - постоянная Больцмана;

 - стандартная температура приемника;

 - внутреннее сопротивление приемной антенны.

Из /4/ находим, что напряженность поля внешних помех . Действующую высоту приемной стационарной антенны можно принять равной . Согласно /6/,

Тогда, подставляя в (3.5) значения

, , , ,

,  и , а

получим, что  А как говорилось ранее, это обстоятельство свидетельствует о том, что уровень внешних помех в антенне больше приведенного к антенне уровня собственных шумов приемника. В данном случае чувствительность приемника будет ограничена внешними помехами. Тогда с точки зрения обеспечения заданной чувствительности первым каскадом приемника после ВЦ может быть смеситель преобразователя частоты, что и было выбрано при разработке функциональной схемы приемного устройства.

3.2.3 Выбор средств обеспечения избирательности по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения

В приемниках с двойным преобразованием частоты избирательность по зеркальному каналу первой промежуточной частоты  осуществляется в преселекторе, а в нашем случае во входной цепи, так как УРЧ исключен из схемы, а по соседнему каналу - в тракте второй промежуточной частоты. Следовательно, следующим этапом проектирования является выбор промежуточных частот.

В приемниках применяется как суммарное

,

так и разностное

 преобразование сигнала /5/.

В случае суммарного преобразования частота гетеродина может быть выбрана небольшой, что повышает частотную точность приемника, но при этом увеличивается число комбинационных каналов приема.

В случае же разностного преобразования применяется как верхняя, так и нижняя настройка гетеродина (частота гетеродина больше или меньше частоты сигнала соответственно).

Если учесть, что при верхней настройке гетеродина происходит инверсия боковых полос спектра сигнала при его преобразовании, а при нижней настройке стабильность частоты повышается, то в проектируемом приемном узле целесообразно применить разностное преобразование с нижней настройкой гетеродинов.

Согласно рекомендациям по выбору промежуточной частоты, приведенным в /5/, а также учитывая /6/ выберем , а .

Тогда можно найти минимальную эквивалентную добротность  контура ВЦ, при которой будет обеспечена заданная избирательность по зеркальному каналу:

(3.6)

где - частота сигнала на входе ВЦ;

 - параметр рассогласования между входом приемника и

антенно-фидерной системы.

При использовании настроенной антенны в режиме согласования  согласно (3.6) получим, что

.

Теперь осуществим проверку подавления помехи по каналу прямого прохождения на первой промежуточной частоте:

  (3.7)

Где

относительная расстройка;- число контуров в тракте сигнальной частоты.

При , а  получим, что . Тогда используя (3.7), при , получим, что равна

Для связного приемника этой избирательности недостаточно. Но при числе контуров в тракте сигнальной частоты  избирательность будет равна

что является уже приемлемым результатом.

Максимально допустимая добротность контуров  любой избирательной системы определяется с одной стороны требованиями к ослаблению сигнала  в полосе П данного тракта, а с другой стороны - конструктивно достижимой добротностью контуров  в заданном диапазоне частот. Таким образом, добротность избирательных систем в общем случае должна выбираться из условия:

, . (3.8)

Оценим величины  в преселекторе и в трактах промежуточных частот следующим образом. Распределим выбранную при анализе ТЗ неравномерность АЧХ приемника по трактам:

тракт преселектора: ;

тракт первой промежуточной частоты: ;

тракт второй промежуточной частоты: ;

тракт низкой частоты: .

При пересчете получим, что ;

;

;

.

Максимально допустимая добротность контуров  рассчитывается согласно формуле:

. (3.9)

При  формула (3.9) примет вид:

, (3.10)

Тогда

,

.

Таким образом, при эквивалентной добротности  мы обеспечим избирательность по зеркальному каналу а также допустимое ослабление сигнала.

3.2.4 Выбор средств обеспечения избирательности по соседнему каналу

Ослабление по соседнему каналу осуществляется главным образом в тракте второй промежуточной частоты . Проверим возможность обеспечения избирательности на  по методике, описанной в /4/.

Если отношение  и эквивалентное затухание , то для обеспечения избирательности  правильным будет вариант применения ФСС на второй промежуточной частоте .

Вычислим: . Тогда выберем однокаскадный УПЧ с ФСС.

Рассчитаем обобщенные расстройки для соседнего канала из условия:

, (3.11)

Где

обобщенная расстройка на краях полосы

пропускания приемника.

Вычисляем:

Из графиков /4/ находим допустимое ослабление, которое будет давать УПЧ1: . Тогда ослабление , которое можно допустить в ФСС, найдем как

,(3.12)

где - ослабление в тракте первой промежуточной частоты.

Следовательно, , а тогда по (3.11) получим, что

.

Тогда из тех же графиков найдем ослабление соседнего канала первым промежуточным трактом:

.

Теперь можно найти ослабление соседнего канала , обеспечиваемое ФСС:

. (3.13)

Или

.

На этом расчет функциональной схемы приемного узла базового блока можно считать завершенным.

Объединяя функциональные схемы двух составных частей устройства мы можем составить окончательную функциональную схему приемо-передающей части базового блока. Она представлена в приложении Б.

4. РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА И ПЕРЕДАТЧИКА

4.1 Расчет передающего узла

4.1.1 Выбор схемы оконечного каскада и схемы ВКС

При расчете функциональной схемы передающей части мы уже определили, что выходной каскад будет построен по схеме с ОЭ, а также, что наш ГВВ по виду схемного построения будет резонансным и однотактным.

Теперь разберем вопрос о цепях согласования (ЦС) на входе и выходе транзисторного оконечного каскада. Напомним назначение ЦС /2,3/:

трансформация сопротивления нагрузки в сопротивление, требуемое для реализации оптимального режима работы активного элемента;

обеспечение требуемых амплитудно-фазо-частотных характеристик ГВВ и фильтрации нерабочих гармоник до заданного значения.

В узкодиапазонных генераторах в качестве ЦС применяют Г-, Т- и П-цепочки, обеспечивающие трансформацию сопротивлений. Они представлены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Г-, Т - и П-цепи согласования

Согласующие Г-, Т- и П-цепочки обеспечивают трансформацию резистивных сопротивлений на фиксированной частоте . Практически коэффициент перекрытия по частоте генераторов с такими цепями может составлять 1,1…1,2 (а в нашем случае мы работаем на фиксированной частоте).

Для транзисторных усилителей мощности (УМ) получили распространение П- и Т-образные ЦС.

Наибольшее распространение получила схема , так как она, во-первых, обладает наилучшей фильтрацией высших гармоник из-за большого сопротивления индуктивности  на рабочей частоте, которая включается последовательно с нагрузкой, а, во-вторых, используется только одна катушка индуктивности, что приводит к высокому значению КПД этой схемы. Эта схема представлена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Схема П-образной цепи согласования

На практике также применяют и Т-цепочку, показанную на рисунке 4.3, состоящую из емкостей  и индуктивности , в качестве которой может использоваться индуктивность монтажа и вывода транзистора. Такая цепь обеспечивает несколько худшую фильтрацию высших гармоник, однако подстройкой конденсаторов  легко осуществляется трансформация сопротивлений в широких пределах. Используем в качестве входной ЦС такую Т-образную схему.

Рисунок 4.3 - Схема Т-образной цепи согласования

Высшие гармоники тока или напряжения, образованные в результате работы транзистора в нелинейном режиме, должны быть ослаблены до уровня, определяемого международными и общесоюзными нормами. Как правило, это обеспечивается выходной колебательной системой, устанавливаемой после оконечного каскада передатчика.

Заданную фильтрацию гармоник, в первую очередь наиболее интенсивных - второй и третьей, ВКС должна обеспечить в рабочем диапазоне частот передатчика при заданном уровне колебательной мощности и высоком КПД. В этом основное отличие ВКС от резонансных контуров, межкаскадных цепей связи и т.д. Кроме того, построение ВКС существенно зависит от рабочего диапазона передатчика.

В узкодиапазонных передатчиках, в том числе работающих на одной или нескольких фиксированных частотах, ВКС рекомендуют строить на основе однозвенных или многозвенных Г-, П- и Т-цепочек, которые одновременно будут обеспечивать как фильтрацию высших гармоник, так и трансформацию нагрузочного сопротивления (входного сопротивления антенны, фидера) в оптимальное нагрузочное сопротивление генератора на основной частоте.

В /2/ даются некоторые рекомендации по проектированию узкодиапазонных ВКС, где указывается, что так как требуется отфильтровывать только высшие гармоники, то следует применять ФНЧ. Г-, Т- и П-цепи согласования содержат параллельные емкости и продольные индуктивности, т.е. по структуре они совпадают с ФНЧ и поэтому обеспечивают высокую фильтрацию высших гармоник /2/.

При требовании в ТЗ на фильтрацию в 40…60 дБ достаточно двух последовательно включенных П-цепочек /2/. В связи с чем в качестве ВКС применим такую схему.

Из /2/ известно, что при работе транзистора в режиме класса В важно, чтобы в импульсах коллекторного тока не было перекосов, так как в этом случае в них отсутствуют нечетные гармоники. Устранение перекосов в импульсах коллекторного тока достигается включением шунтирующего добавочного сопротивления между выводами базы и эмиттера транзистора.

В мощных оконечных каскадах, где транзисторы обычно работают с отсечкой тока, на эмиттерный переход подают запирающее смещение, которое обеспечивается на сопротивлении автосмещения в цепи базы в схеме с ОЭ /2/. Роль этого сопротивления может выполнять добавочное сопротивление , которое определяется при расчете режима работы транзистора.

Тогда схема выходного каскада нашего передающего узла совместно с ВКС примет вид, как показано на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Схема выходного каскада и ВКС передающей части

Электрический расчет режима работы транзистора состоит из двух этапов: расчет коллекторной цепи и расчет входной цепи. Входная цепь (цепь возбуждения) строится таким образом, чтобы импульсы коллекторного тока были близки к отрезкам симметричной косинусоиды с углом отсечки , близким или равным 90⁰. Расчет электронного режима коллекторной цепи будем производить в соответствии с методикой, описанной в /2,3/.

4.1.2 Расчет коллекторной цепи

Методика расчета коллекторной цепи состоит из следующих пунктов:

Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе

, (4.1)

где  - сопротивление насыщения транзистора;

 - коэффициент разложения косинусоидального импульса;

 - номинальная колебательная мощность на выходе транзистора;

 - напряжение коллекторного питания.

Параметр  выбирается из /2/, где приведен ряд параметров для выбранного нами транзистора в выходном каскаде 2Т920А, и он равен . Коэффициент разложения  находим из приложения /4/ для . Напряжение  выберем исходя из условия

,

где  - напряжение коллекторного питания;

- допустимое напряжение коллекторного питания.

Из /2/ находим, что . Тогда . Величина  равна . При подстановке этих значений в (4.1) получим, что амплитуда первой гармоники напряжения  на коллекторе оценивается величиной в

.

1. Максимальное напряжение на коллекторе

,

где коэффициент 1,2…1,3 учитывает увеличение при переходе в перенапряженный режим (ПР).

Вычисления показывают, что

.

1. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

,

и равна

.

1. Постоянная составляющая коллекторного тока

,

где - коэффициент разложения косинусоидального импульса ;

 - допустимое значение постоянной составляющей коллекторного тока.

Последнее находится из /2/ и равно .

Вычисления дают

.

Видно, что .

1. Максимальный коллекторный ток

,

1. Максимальная мощность, потребляемая от источника

коллекторного питания

. (4.2)

Подставляя в (4.2) результаты

 и  получим, что

.

7. КПД коллекторной цепи при номинальной нагрузке

,

и равно

.

7. Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки

.

Находим

.

4.1.3 Расчет входной цепи

Расчет входной цепи также будем производить по методике, описанной в /2/. Для начала определим сопротивление , стоящее между выводами базы и эмиттера транзистора (см. рисунок 4.4). Согласно /2/,  можно найти по формуле

,

Где  - статический коэффициент усиления тока в схеме с ОЭ;

 - граничная частота коэффициента усиления по току в схеме с ОЭ;

 - барьерная емкость эмиттерного перехода.

Выбирая эти параметры из /2/, находим :

.

Расчет ведется в такой последовательности:

1. Амплитуда тока базы

,

где - рабочая частота;

 - коэффициент разложения косинусоидального импульса;

 - некий коэффициент, который рассчитывается по формуле:

, (4.3)

Где  - барьерная емкость коллекторного перехода;

 - заданное нагрузочное сопротивление.

Подставляя из /2/ данные о  и  в формулу (4.3) получим, что

.

Тогда

.

1. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе

,

Где  - напряжение отсечки.

Для кремниевых транзисторов , а для германиевых . Тогда

Из /2/ находим, что . Однако исследования показывают, что современные генераторные транзисторы не боятся кратковременного пробоя эмиттерного перехода и поэтому можно допускать превышения  в 1,2…1,5 раза:

.

Уменьшим  до  и получим, что

,

а вот теперь уже

.

. Постоянные составляющие базового и эмиттерного переходов находят по формулам:

,

.

Вычисления показывают, что

, а

.

. Напряжение смещения на эмиттерном переходе определим по формуле:

,

где - коэффициент разложения косинусоидального импульса;

 - допустимое напряжение смещения на эмиттерном переходе.

Из /2/ получаем, что , . Тогда получим, что

. Значения ,, и в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора (см. рисунок 4.5) определяются как:

, (4.4)

где  - индуктивность вывода базы;

 - индуктивность вывода эмиттера;

- барьерная емкость активной части коллекторного перехода;

 - сопротивление материала базы транзистора;

 - стабилизирующее сопротивление в цепи эмиттера.

Рисунок 4.5 - Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора

Из /3/ определяем, что , . Величины  и  имеют значения порядка . Тогда примем их для определенности и простоты расчета равными по . Барьерная емкость  обычно равна . Примем ее равной  или . Тогда подставляя эти известные величины в (4.4) получим, что

,

,

.

:

или

. Входная мощность

,

и равна

.

. Коэффициент усиления по мощности

,

и в нашем случае имеет величину

.

4.1.4 Расчет цепей согласования и ВКС

Рассчитаем величины емкостей и индуктивностей в схемах выбранной цепи согласования и ВКС по формулам, приведенным в /2,3/.

Мы говорили, что в качестве цепи согласования и ВКС будем использовать П - и Т - цепочки. Такие цепи позволяют согласовывать два сопротивления с произвольным соотношением между ними  и обеспечивают лучшую фильтрацию высших гармоник. Согласующие Г - и Т - цепочки строят путем последовательного соединения двух Г - цепочек. Тогда правая цепочка трансформирует  в некоторое сопротивление , а левая трансформирует в , причем должно быть больше ,  в Т - цепочке и меньше ,  в П - цепочке (см. рисунок 4.6). Практически задают в раз больше ,  в Т - цепочке и в раз меньше ,  в П - цепочке.

Рисунок 4.6 - Согласование сопротивлений с помощью цепей согласования

В /2,3/ приведены расчетные соотношения для LC - элементов таких цепочек. Эти соотношения даны исходя из предположения, что реактивные элементы не имеют потерь. Практически это допустимо при добротности LC - элементов выше 30…50. Произведем расчет элементов цепей согласования.

Если согласующие сопротивления очень сильно различаются, то две цепочки должны последовательно трансформировать нагрузочные сопротивления. При этом величину промежуточного сопротивления  выбирают равной . Для двух каскадно соединенных П - цепочек, стоящих на выходе оконечного транзисторного каскада, имеем: , . Следовательно величину промежуточного сопротивления примем равной . Для первой П-цепи в качестве сопротивления  выступает сопротивление , тогда выберем  равным . Воспользуемся расчетными соотношениями, приведенными в /2,3/. Формулы имеют следующий общий вид:

,

,

.

Вычисляя эти переменные получим следующие результаты:

,

,

.

Тогда емкости и индуктивность цепи будут такими:

,

,

.

Ближайшие по номиналам значения емкостей будут равны , а . Индуктивности наматываются и номинальных значений для них не существует.

Для второй П-цепочки в качестве сопротивления  выступает сопротивление , а уже сопротивление  равно . Выберем сопротивление  для этой цепи равным . Тогда по тем же формулам окончательно получим, что для второй П-цепи значения емкостей и индуктивности равны , , а

Для Г - цепочки, стоящей на входе усилительного оконечного каскада, примем сопротивление  равным номинальному сопротивлению коллекторной нагрузки предоконечного усилительного каскада, которое можно принять равным для определенности (по аналогии с рассчитанным номинальным сопротивлением коллекторной нагрузки оконечного каскада), а сопротивление . Тогда для этой схемы примем равным . Расчетные соотношения имеют следующий вид:

,

,

.

При вычислении этих реактивных величин получим результаты:

,

,

.

Тогда получим, что

,

,

.

Ближайшие по номиналам значения емкостей будут равны , а .

.2 Расчет приемной части

4.2.1 Расчет приемного устройства

После детального рассмотрения входной цепи можно приступить к разработке следующих каскадов приемного устройства, осуществляющих двойное преобразование частоты, амплитудное ограничение, детектирование, усиление информационного сигнала и его перенос на новую несущую. Как говорилось ранее, будем базироваться на микросхемотехнике, в связи с чем воспользуемся микросхемой MOTOROLA MC3362P. Эта микросхема представляет собой низко-вольтовый частотно-модулированный приемник, содержащий два балансных преобразователя частоты, усилитель-ограничитель, квадратичный дискриминатор, детектор несущей, пороговое устройство «бесшумной настройки».

В руководстве к применению интегральной микросхемы приведена типовая схема включения, которую мы и возьмем за основу. Так что нам только потребуется рассчитать входную цепь а также подобрать пьезоэлектрические фильтры, чтобы они не шунтировали выводы микросхемы , давали требуемые полосы пропускания, а также заданные коэффициенты ослабления побочных каналов.

Следует отметить, что в эскизном расчете мы использовали ФСС для обеспечения заданных параметров. Но вместо многозвенных LC-фильтров в схеме УПЧ с сосредоточенной избирательностью с успехом можно применять пьезоэлектрические фильтры, так как, имея малые габариты и массу, они обладают близкой к идеальной кривой избирательности. Более того, добротность таких фильтров выше чем LC-фильтров, поэтому правильно выбрав элементы можно повысить избирательности по побочным каналам.

Типовая схема включения микросхемы MOTOROLA MC3362P приведена на рисунке 4.7. Микросхема имеет следующие выводы:

- вход смесителя 1;

- выход генератора;

- конденсатор генератора;

- кварцевый резонатор генератора;

- выход смесителя 2;

- напряжение питания;

- вход ограничителя;

- развязывающий конденсатор;

- развязывающий конденсатор;

- вход детектора несущей;

11 - выход детектора несущей;

- вход детектора сигнала;

- выход детектора сигнала;

- вход компаратора;

- выход компаратора;

- заземление;

- вход смесителя 2;

- вход смесителя 2;

- выход смесителя 2;

- выход генератора 2;

- опорный контур генератора 2;

- опорный контур генератора 2;

- вход управления варикапом;

- вход смесителя 1

Рисунок 4.7 - Типовая схема включения микросхемы МС3362Р

В соответствии с рекомендациями к применению микросхемы в качестве ФСС используются пьезоэлектрические фильтры SFA10,7 MF5 и CFU465X, рассчитанные на частоты 10,7 МГц и 465 кГц соответственно .

С выхода антенны через входную цепь, обеспечивающую ослабление зеркального канала по первой промежуточной частоте, на вход первого преобразователя частоты поступает радиочастотный сигнал, а на второй вход заводится напряжение с гетеродина, настроенного на нижнюю разностную частоту

.

Для получения первой промежуточной частоты , необходимо, чтобы частота гетеродина была равна , или

.

После первого преобразования усиленный сигнал поступает на фильтр типа SFA10,7 MF5, который обеспечивает ослабление зеркального канала по второй промежуточной частоте. Затем сигнал подается на первый вход преобразователя частоты, на второй вход которого поступает сигнал с кварцевого резонатора (КР). Частота КР равна , что обеспечивает на выходе преобразователя появление сигнала на второй промежуточной частоте . После чего этот сигнал подается на фильтр CFU465X, обеспечивающий требуемое ослабление по соседнему каналу. Таким образом, после двойного преобразования сигнал поступает на второй промежуточной частоте на вход усилителя-ограничителя, который ограничивает импульсные помехи и паразитную амплитудную модуляцию. После ограничителя сигнал поступает на детектор, представляющий фазовый детектор совпадений, работающий в режиме малого сигнала.

С выхода микросхемы может быть снят низко-частотный сигнал амплитудой до 350 мВ, что для работы варикапов с получением девиации частоты 3 кГц может быть недостаточно. Точно это сказать на данном этапе пока нельзя. Поэтому, следующим этапом расчета устройства осуществим расчет частотно-модулированного автогенератора, а затем уже, если придется, то и усилителя низкой частоты.

4.2.2  Расчет входной цепи

Входная цепь должна обеспечивать согласование входа приемника с антенной и не пропускать на вход линейного тракта мощные помехи. В случае работы приемника на фиксированной частоте целесообразно применить неперестраиваемую входную цепь. Входную цепь построим по схеме ФВЧ, так как при этом будет более эффективное подавление помехи на зеркальной частоте. На рисунке 4.8 представлена схема входной цепи. Примем ее за основу и рассчитаем.

Рисунок 4.8 - Схема входной цепи приемника

Данную входную цепь можно представить в виде последовательно соединенных Г- и Т-цепочек. Г-цепочка трансформирует сопротивление антенны  в сопротивление , причем . А Т-цепочка трансформирует сопротивление во входное сопротивление приемника. В нашем случае входное сопротивление приемника равно входному сопротивлению микросхемы. Согласно описанию микросхемы ее входное сопротивление равно .

Сопротивление  определяется следующим образом:

.

Реактивное сопротивление катушки  равно

,

тогда индуктивность катушки равна

.

Реактивное сопротивление конденсатора  равно

,

а емкость конденсатора равна

.

Реактивное сопротивление конденсатора  определится как

,

где сопротивление  можно принять равным .

Тогда

,

а емкость равна

.

Реактивное сопротивление конденсатора  найдем по формуле

.

Следовательно емкость конденсатора равна

.

Реактивное сопротивление катушки равно

,

тогда индуктивность катушки равна

.

На этом расчет входной цепи можно считать законченным.

.2.3 Расчет частотно-модулированного автогенератора

Основным средством получения частотно-модулированных колебаний являются в настоящее время автогенераторы, колебательные системы которых содержат электрически управляемые емкости - варикапы. В расчете подобного рода устройств можно выделить две основные части: расчет режима работы транзистора и расчет колебательной системы( КС), которые в значительной мере не зависимы друг от друга. Поэтому каждую из частей можно выполнять первой, а ее результаты использовать в качестве исходных данных для другой части расчета. Расчеты производятся применительно к заранее выбранной принципиальной схеме автогенератора, однако в результате расчета может потребоваться уточнение или даже выбор другого варианта схемы.

Приводимый ниже расчет носит приближенный, оценочный характер в силу следующих причин.

Параметры транзисторов имеют значительный разброс, который не учитывается методиками расчета, приводимыми в учебной литературе, а в справочниках общего пользования не указываются его пределы.

Для повышения стабильности частоты в задающих автогенераторах всегда используется недонапряженный режим, при этом для определения амплитуды установившихся колебаний нужно строить диаграммы срыва и смещения /7/. Но вследствие сложности это построение в учебном проектировании не используется.

С другой стороны, мощность, потребляемая автогенератором, обычно не превышает 50 мВт, поэтому его энергетические показатели слабо влияют на промышленный КПД передатчика: выходная мощность  автогенератора определяется автором проекта и при необходимости ее можно изменить.

С учетом вышесказанного приведем следующий порядок расчета, основанный на методиках и рекомендациях, изложенных в /8/. Для наглядности расчета вначале будем приводить методику, а затем уже и сам расчет.

Расчет режима транзистора подразделяется на следующие этапы:

. КПД контура автогенератора  и электронный КПД  выбираются соответственно в пределах 0,1…0,5 и 0,3…0,6. Тогда мощность колебаний

, (4.5)

а рассеиваемая транзистором мощность

.  (4.6)

2. Тип транзистора выбирается по условиям:

,

,

где - предельно-допустимая мощность рассеивания;

 - граничная частота транзистора;

 - рабочая частота автогенератора.

. Для расчета необходимо иметь следующие справочные данные транзистора:

 - предельно-допустимое напряжение между коллектором и эмиттером;

 - предельно-допустимое напряжение между базой и эмиттером;

 - предельно-допустимый коллекторный ток;

 - емкость коллектора;

 - сопротивление базы;

 - статический коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером;

 - напряжение точки излома проходной вольт-амперной

характеристики (ВАХ).

. Предварительный выбор режима транзистора определяется следующими соотношениями:

постоянное напряжение между коллектором и эмиттером

,  (4.7)

среднее значение тока коллектора

, (4.8)

высота импульса

. (4.9)

5. По статическим проходной и входной ВАХ можно найти крутизну характеристик коллекторного  и базового  токов. Эти величины определяются как дифференциальные при токе . Если ВАХ не приведены, то рассчитывают величины

,(4.10)

и затем

.(4.11)

. Инерционность транзистора учитывается величиной

.(4.12)

После ее расчета можно найти модуль крутизны транзистора на рабочей частоте

,(4.13)

и ее фазу

, (4.14)

Где

.

. Далее следует выбрать коэффициент обратной связи автогенератора  и значение параметра регенерации . Величина  ограничена требованием избежать пробоя эмиттерного перехода, а также перегрузки транзистора по току и рассеиваемой мощности. Однако на данном этапе расчета воспользоваться соответствующими соотношениями, приводимыми в литературе, затруднительно, так как они зависят от угла отсечки. Поэтому пока можно учесть только ограничение, накладываемое предельно допустимой величиной эмиттерно-базового напряжения

,(4.15)

а остальные условия проверить позже.

Параметр регенерации показывает, с каким запасом выполняется условие самовозбуждения. С увеличением  возрастает надежность работы автогенератора в изменяющихся условиях эксплуатации, но одновременно увеличивается и вероятность установления перенапряженного режима.

8. При правильном выборе цепи автосмещения амплитуда переменного напряжения на коллекторе

.(4.16)

Сопротивление колебательной системы, пересчитанное к выводам коллектор-эмиттер, равно

,(4.17)

.(4.18)

Если это значение  превышает найденное по формуле (4.15), надо взять меньшую величину  или пересмотреть предварительный выбор режима.

Величина  представляет собой один из коэффициентов спектрального разложения косинусоидального импульса. Зависимость его, а также коэффициентов , ,  от угла отсечки  приведена в /8/. Термин «угол отсечки» здесь имеет довольно условный смысл, так как форма коллекторного тока обычно существенно отличается от последовательности косинусоидальных импульсов. Тем не менее, величины , , ,  широко применяются в расчете маломощных автогенераторов. Угол отсечки можно найти по известной величине , воспользовавшись /8/.

7. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

.(4.19)

Тогда

, (4.20)

,  (4.21)

. (4.22)

Если хотя бы одно из условий (4.20), (4.22) не выполняется, следует выбрать другой тип транзистора.

. Если , то целесообразно ввести в цепь базы фазирующий элемент . Для определения ее величины необходимо оценить входную проводимость транзистора. Поскольку сдвиг фаз между первой гармоникой базового тока и возбуждающим напряжением не достигает больших значений /7/, можно считать входную проводимость транзистора активной

.(4.23)

Тогда

, (4.24)

а коэффициент обратной связи нужно увеличить до значения

.(4.25)

. Нагрузка автогенератора обычно подключается параллельно выводам коллектор-эмиттер транзистора. Требуемое сопротивление нагрузки

.

Теперь, после описания методики расчета можно произвести непосредственно сам расчет.

Предположим, что наш автогенератор должен отдавать мощность 1 мВт на требуемой частоте .

Выберем , а с учетом довольно высокой рабочей частоты автогенератора .

Тогда по формулам (4.5),(4.6) найдем

,

.

Выбираем транзистор ГТ311Е или ГТ311И, данные которого таковы:

, , , , ,

, , ,. Согласно (4.7), выбираем . Тогда из (4.8),(4.9) имеем:

,

,

По формулам (4.10)-(4.14) определяем параметры транзистора:

,

,

,

,

,

,

.

По формуле (4.15) вычислим

.

Исходя из (4.16), принимаем . Имеющиеся в литературе рекомендации указывают весьма широкие пределы для выбора ; выбираем . Тогда по формулам (4.17),(4.18)

,

,

.

По этой величине определяются , ,  /8/. По формулам (4.19)-(4.22) находим

,

,

,

.

Так как фаза крутизны значительна, следует ввести в схему фазирующую емкость. По формулам (4.23)-(4.25)

,

,

.

Требуемая нагрузка

.

На этом расчет режима транзистора можно считать законченным.

Расчет колебательной системы зависит от выбранной принципиальной схемы ЧМАГ. Наиболее распространены автогенераторы, построенные по емкостной трехточечной схеме. В них КС с подключенными паразитными емкостями транзистора является одноконтурнй, что исключает возможность возникновения колебаний на частотах паразитных контуров /7/.

Схема такой колебательной системы приведена на рисунке 4.9. Точки К, Э, Б соединяются (по высокой частоте) соответственно с коллектором, эмиттером и базой транзистора.

Рисунок 4.9 - Схема колебательной системы частотно-модулированного автогенератора

Используя методику, изложенную в /3/, можно провести расчет такого ЧМАГ в следующем порядке:

1. Емкости делителя определяются по результатам расчета режима транзистора. В нем не учитывались проводимости транзистора в предположении, что они значительно меньше проводимостей соответствующих ветвей колебательной системы. Для емкости , включенной между эмиттером и базой, это предположение можно записать следующим образом:

.  (4.26)

Тогда емкость между эмиттером и коллектором

. (4.27)

. Далее, согласно /3/, следует выбрать варикап. Критерии выбора следующие:

·   высокая добротность варикапа;

большое допустимое обратное напряжение ;

паспортная емкость варикапа должна быть такого же порядка, как .

. После выбора варикапа становятся известными его параметры:

емкость, имеющая разброс , измеренная при напряжении  (обычно 4 В);

добротность , измеренная на частоте ; на рабочую частоту она пересчитывается по формуле

; (4.28)

ток (или сопротивление) утечки .

4. Исходными данными для дальнейшего расчета являются:

максимальная девиация частоты ;

диапазон модулирующих частот ;

допустимые коэффициент гармоник  и сдвиг центральной частоты .

5. После выбора варикапа вычисляют величину смещения на нем в телефонной точке (режим молчания)

, (4.29)

и его емкость

. (4.30)

В формулу (4.30) и далее подставляются абсолютные величины напряжений ,, а показатель  зависит от типа варикапа, чаще всего . Контактную разность потенциалов  можно принять равной 0,7 В.

6. Для уточнения требований к линейности модуляционной

характеристики определяют сдвиг центральной частоты

. (4.31)

Если не выполняется условие

, (4.32)

то нужно вычислить новое значение  из равенства (4.31).

. Нормированная амплитуда модулирующего сигнала

. (4.33)

Во втором сомножителе знак «+» соответствует , а знак «-» - Амплитуда модулирующего напряжения

. (4.34)

. Интегральная помех а создается в основном пульсациями напряжения смещения. Допустимая их величина определяется неравенством

,  (4.35)

Где Аип - защищенность от интегральной помехи.

В наших расчетах мы не будем использовать это выражение.

. Расчет колебательной системы завершается с помощью коэффициентов:

·   включения варикапа

; (4.36)

схемы , который рекомендуется выбирать в пределах 0,7…0,9 для нашей схемы;

·   управления

. (4.37)

Рассчитав  и выбрав , можно найти

, ,(4.38)

и коэффициент

. (4.39)

Тогда

. (4.40)

. Коэффициент паразитной амплитудной модуляции

, (4.41)

где нагруженная добротность

, . (4.42)

11. Амплитуда колебаний на варикапе

.(4.43)

. Индуктивность контура

, . (4.44)

Произведем расчет применительно к нашей схеме. В качестве исходных возьмем следующие технические данные:

, , , ,

.

По формулам (4.26)-(4.27)

,

.

Выбираем варикап КВ-110А, у которого

 при ,  при

, , ,

При рабочей частоте его добротность

.

Выбираем

.

Тогда

.

По формулам (4.31)-(4.32)

.

Согласно (4.33)-(4.35)

,

.

Принимаем  и по формулам (4.37)-(4.40) рассчитываем

,

,

,

,

.

Очевидно, что такой маленькой емкости в схеме не должно быть, поэтому примем ее для начала равной . При проведении эксперимента мы сможем убедиться: является ли это значение верным или придется изменить емкость .

Согласно (4.42)

,

.

Амплитуда высокочастотного напряжения на варикапе

,

.

Эквивалентная емкость контура

,

а его индуктивность

.

Расчет автогенератора можно считать законченным только после того, как мы произведем расчет цепей питания транзистора и варикапа. Перед тем как мы произведем сам расчет цепей питания, приведем методику этих вычислений.

. В цепях питания маломощных ступеней радиопередающих устройств (РПУ) обычно избегают применения дросселей, заменяя их резисторами. Схема цепей питания транзистора в общем случае имеет вид, показанный на рисунке 4.10.

Рисунок 4.10 - Схема цепей питания транзистора

2. Собственная добротность колебательной системы  определяется, в основном, потерями в катушке. Потери в варикапах обычно можно не учитывать, так как их добротность не ниже 100 и, кроме того, они слабо связаны с контуром. В диапазоне 1…100 МГц добротность катушки  может быть в пределах 50…300 в зависимости от конструкции и материалов, из которых она изготовлена.

. Требуемая добротность колебательной системы с учетом шунтирующего действия цепей питания

. (4.45)

Выбрав

, (4.46)

можно найти собственное сопротивление колебательной системы, пересчитанное к точкам коллектор-эмиттер:

. (4.47)

Тогда сопротивление цепи питания

. (4.48)

. В зависимости от схемы включения или . Если  слишком велико, его можно заменить блокировочным дросселем

.(4.49)

Если не выполняется условие (4.46), нужно изменить принятое значение  и провести расчет заново или ограничиться меньшей выходной мощностью и внести, при необходимости, изменения в структурную схему РПУ.

. Правильный выбор сопротивления  важен для обеспечения недонапряженного режима работы автогенератора. Минимальное значение  можно оценить по следующей формуле /8/

. (4.50)

Обычно  лежит в пределах 0,1…3 кОм. В схеме с общим эмиттером резистор  нужно шунтировать конденсатором:

. (4.51)

. Напряжение питания

, (4.52)

где

, (4.53)

. (4.54)

Питание автогенератора осуществляется, как правило, через параметрический стабилизатор напряжения. Если задано низкое напряжение питания , целесообразно в начале расчета выбрать , , в цепях питания использовать блокировочные дроссели, а вместо резистора  применять стабилизатор тока, например на полевом транзисторе.

1. Сопротивление делителя в цепи базы

, (4.55)

, (4.56)

,  или . (4.57)

Теперь расчет цепей питания транзистора можно считать завершенным и остается рассчитать цепи питания варикапа.

Ток делителя  можно выбрать

, (4.58)

Тогда

, .(4.59)

. Сопротивление  должно быть таким, чтобы в нем терялась небольшая часть мощности колебаний

. (4.60)

При этом относительный коэффициент передачи высших модулирующих частот снижается до величины

, (4.61)

которая не должна быть ниже, чем 0,8…0,9; в противном случае вместо  нужно включить дроссель, индуктивность которого можно определить по выражению (4.49).

. Емкость  определяет частотную характеристику модулятора на низших частотах. Полагая , получим

, .(4.62)

После расчета параметров всех элементов схемы необходимо выбрать по справочной литературе конкретные типы резисторов и конденсаторов с ближайшими номинальными значениями.

Итак, методика расчета цепей питания транзистора и варикапа приведена и теперь можно произвести соответствующие расчеты.

Полагая, что транзистор включен по схеме с общей базой, , ,  по формулам (4.45), (4.47)-(4.48) вычислим

,

,

Сопротивление в эмиттерной цепи выбирается из условия

.

Принимаем , тогда

,

,

.

Сопротивления делителя в цепи базы равны:

,

,

,

.

По формулам (4.58)-(4.62) рассчитываем цепь подачи смещения на варикап

,

,

,

,

,

,

.

4.2.4  Расчет усилителя низкой частоты

Мы определили, что для получения заданной в ТЗ девиации частоты амплитуды сигнала с выхода микросхемы недостаточно. Следовательно, необходим усилитель низкой частоты. В качестве УНЧ выберем микросхему К174УН4А и ее стандартное включение, представленное на рисунке 4.11.

Рисунок 4.11 - Схема включения микросхемы К174УН4А

Эта микросхема обеспечивает коэффициент усиления по напряжению 4…40 раз, чего будет достаточно для правильной работы модулятора. С помощью подстройки резистора R1 (см. рисунок 4.11) можно добиться требуемого коэффициента усиления по напряжению на этапе настройки устройства.

В приложении В приведена принципиальная схема приемника-преобразователя.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПРИЕМНИКА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

5.1 Постановка задачи

В качестве экспериментальной части данного проекта проведем исследование приемника-преобразователя. Приемник-преобразователь состоит из двух основных частей: самого приемного устройства и частотного модулятора. Эти две части являются независимыми друг от друга.

Приемник выполнен на базе микросхемы МС3362Р. При этом использовалась типовая схема ее включения. Поэтому при проведении эксперимента никаких изменений номиналов элементов схемы не предвидится. При макетировании же частотного модулятора есть вероятность некоторых изменений в его схеме.

Все снятые характеристики и результаты должны быть статистически обработаны, следовательно, необходимо определиться с методикой обработки результатов. Для того, чтобы уменьшить влияние случайных погрешностей на точность результата воспользуемся многократными измерениями.

5.2 Экспериментальное исследование частотного модулятора

В результате макетирования был собран макет частотного модулятора. Перед снятием характеристик необходимо проверить работоспособность и произвести настройку устройства. При подаче напряжения питания на схему модулятора, на выходе наблюдаются колебания синусоидальной формы. Для оценки частоты генерации воспользуемся частотомером Ч3-35. Путем точной настройки индуктивности контура модулятора с помощью сердечника добиваемся частоты колебаний 49,120 МГц. Однако при измерении частоты колебаний частотного модулятора видим, что относительная нестабильность несущей частоты оказывается того же порядка, что и требуемая девиация частоты. Такое явление недопустимо. Следовательно, необходимо улучшить относительную нестабильность частоты. Этого можно достичь введением в схему кварцевого резонатора (КР), который стабилизирует несущую частоту автогенератора вследствие своих свойств /9/.

В настоящее время для частотной модуляции колебаний кварцевого автогенератора наиболее пригодны схемы с кварцем в контуре /9/. Они дают наименьшие нелинейные искажения при заданной девиации частоты. Тогда исходная схема колебательной системы частотного автогенератора, представленного на рисунке 4.9, примет вид, как показано на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема колебательной системы частотного модулятора с кварцевой стабилизацией частоты

Согласно требованиям ТЗ, на выходе приемника-преобразователя необходимо получить несущую частоту 49,120 МГц. Это говорит о том, что для кварцевой стабилизации частоты необходим кварцевый резонатор на ту же частоту (или очень близкий к заданной).

Сложная ситуация на рынке радиокомпонентов делает невозможной приобретение кварцевого резонатора на 49,120 МГц (такие резонаторы отсутствуют). Поэтому, для проведения эксперимента применим близкий из имеющихся в продаже. Этим оказался кварцевый резонатор на частоту 51,766 МГц.

При кварцевой стабилизации частоты колебаний модулятора, варикап не включают в контур частично, как это делают в LC-автогенераторах, а включают полностью /9/. Коэффициент включения варикапа в первоначальной схеме модулятора обеспечивали конденсаторы  и . Для полного включения варикапа необходимо исключить из схемы конденсатор , а конденсатор  заменить перемычкой.

Кварц включается последовательно с варикапом.

В процессе макетирования была собрана новая схема частотного модулятора и проверена его работа.

Путем точной настройки катушки с помощью сердечника добиваемся частоты колебаний 51,766 МГц. При изменении напряжения смещения на варикапе убеждаемся в возможности перестройки частоты.

Наиболее важной характеристикой частотного модулятора является статическая модуляционная характеристика (СМХ). Выбранную при расчете частотного модулятора нелинейность СМХ, составляющую не более 5%, можно достичь только при использовании в схеме корректирующей цепочки, включенной параллельно кварцу (см. рисунок 5.1).Произведем снятие СМХ модулятора, используя метод многократных измерений. Структурная схема экспериментальной установки представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Схема экспериментальной установки снятия СМХ

Для изменения напряжения смещения на варикапе вместо постоянных резисторов, задающих это смещение, применим резистор с переменным сопротивлением. Путем изменения сопротивления этого резистора осуществляем изменение напряжения смещения на варикапе, которое измеряем с помощью осциллографа С1-79. Частоту колебаний измеряем частотомером Ч3-35.

Для съема характеристики произведем измерение соответствующих величин в девяти точках. Для каждой точки проведем пять измерений. Измеряемые величины представлены таблицей 5.1.

Для обработки результатов применим методику, предложенную в /10/. Обозначим измеряемую величину буквой f. При расчетах будем полагать, что случайная погрешность имеет нормальное распределение, а систематическая погрешность отсутствует. Расчет произведем для первой точки СМХ.

Определим среднее арифметическое результатов измерений по формуле:

Таблица 5.1

Результаты измерений

,

где- число измерений;

 - результат i-го измерения.

Все расчеты проведем с помощью пакета математических программ Mathcad 8.0. В приложении Г приведена распечатка фрагмента программы на Mathcad 8.0, с помощью которой производились расчеты.

Тогда среднее арифметическое результатов измерений равно

.

Проверим результаты измерений на содержание грубых ошибок (промахов). Для этого вычисляем оценку среднеквадратического отклонения результатов измерений:

.

Получаем . Находим результат измерения , для которого отклонение от среднего арифметического является наибольшим:

.

Вычислим относительное отклонение

.

Задаемся уровнем значимости  по таблице из /10/: .

После чего определяем значение  отвечающее этому  и числу измерений : .

Так как , то заключаем, что результаты измерения не содержат промахов.

Теперь рассчитаем оценку среднеквадратического отклонения среднего арифметического:

.

Получаем . По таблице из /10/ определяем коэффициент стьюдента , отвечающий доверительной вероятности равной  и числу измерений равному : .

Вычисляем значение

Теперь можно записать окончательный результат в виде

,

где значение  округляется.

Аналогичным образом производим вычисления для всех остальных точек. Результаты вычислений приведены в таблице 5.2.

По результатам расчетов строим зависимость частоты от смещения . Полученный график представлен на рисунке 5.3.

Так как по ТЗ необходимо получить девиацию частоты , то из графика видно, что постоянное напряжение смещения на варикапе должно составлять примерно , а амплитуда модулирующего напряжения около .

Таблица 5.2

Результаты статистической обработки измеренных данных

Необходимо оценить коэффициент нелинейности  СМХ. Определим его графически по рисунку 5.3, как отношение максимального отклонения реальной СМХ от идеальной (линейной) к величине диапазона изменения частоты. Он равен

..

Рисунок 5.3 - Статическая модуляционная характеристика частотного модулятора

Как видно, полученный коэффициент нелинейности удовлетворяет требованию ТЗ.

5.3 Экспериментальная проверка работы всего устройства

Как уже говорилось ранее, при макетировании частотного модулятора не удалось приобрести кварц на частоту , поэтому проверим работу приемника-преобразователя блока подвижного объекта (так как тема дипломного проекта является групповой и макетирование выполнялось совместно).

Приемник-преобразователь является основным узлом блока подвижного объекта, поэтому необходимо экспериментально проверить его работу.

Сперва поставим задачу. Приемник преобразователь должен обеспечивать прием радиосигнала радиотелефоннной трубки на частоте 49,120 МГц и осуществить перенос его спектра на частоту СВ-диапазона. Необходимо экспериментально проверить выполнение этих функций.

Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 - Схема экспериментальной установки

Питание приемника-преобразователя осуществляется от блока питания Б5-8. Для контроля настройки приемника и качества приема используем динамическую головку 02-ГД-1. Для определения факта переноса спектра воспользуемся СВ-трансивером ALAN 78 PLUS, который настроим на частоту 27,120 МГц в режим приема. В качестве приемной и передающей антенн приемника-преобразователя используются отрезки проводов. Расстояние между приемником-преобразователем и радиостанцией должно быть небольшим, так как излучаемая мощность частотного модулятора очень мала и отрезок провода не является хорошей антенной.

В самом начале эксперимента проверяем исправность радиотелефона. Для этого осуществляем передачу речи через трубку на приемник базы радиотелефона. В громкоговорителе базы слышна отчетливая речь с характерными искажениями, вызванными ограничениями спектра речевого сигнала. Кроме того слышен свист, который исчезает при выключении трубки. Настройку приемника осуществляем по наличию вышеуказанного свиста. При точной настройке приемника на частоту 49,120 МГц в динамической головке слышен свист и отчетливая речь ассистента, который находится с включенной радиотелефонной трубкой в другом конце лаборатории. Кроме того заметны шумы, уровень которых существенно ниже уровня речевого сигнала. Следует заметить, что свист не влияет на степень разборчивости речи и при непрерывном разговоре малозаметен.

Следующим шагом подключаем вход модулятора, а громкоговоритель отключаем. Перед этим настраиваем модулятор на частоту 27,120 МГц. Осуществляем передачу речи через радиотелефонную трубку. В громкоговорителе СВ-трансивера слышна передаваемая речь и характерный свист. Качество речи хуже, чем при настройке приемника и уровень шумов выше, однако разборчивость речи сохраняется. Следовательно приемник-преобразователь выполняет свои функции.

В результате опыта можно сделать выводы о работе устройства. Спроектированное устройство выполняет свое назначение по переносу спектра. На качество речи безусловно сказался тот факт, что ни в приемнике, ни в трансивере не использовались хорошие антенны и не осуществлялось их хорошее согласование со входом приемника и трансивера.

Для нормальной эксплуатации устройства необходимо усилить сигнал модулятора и провести более детальную настройку всех узлов, в частности с учетом согласования со входной и выходной антеннами.

приемный устройство радиотелефон автогенератор

6. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ПРИЕМНИКА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Методы соединения отдельных элементов схемы проводниками практически не поддаются механизации и поэтому являются малопроизводительными. Рост выпуска радиоэлектронной аппаратуры за последние десятилетия привел к созданию новых методов конструирования аппаратуры, одним из которых является метод печатных плат.

Применение печатных плат создает предпосылки для механизации и автоматизации процессов сборки радиоэлектронной аппаратуры, повышает ее надежность, обеспечивает повторяемость параметров монтажа (емкость, индуктивность) от образца к образцу.

Простейшим элементом любой печатной платы является печатный проводник - участок токопроводящего покрытия, нанесенный на изоляционном основании. Характерной особенностью печатного проводника является то, что его ширина значительно больше толщины.

Система печатных проводников, обеспечивающая возможность электрического соединения элементов схемы, которые впоследствии будут установлены на печатную плату, а также экранирование отдельных проводников, образует печатный монтаж. Изоляционное основание с нанесенным на него печатным монтажом образует печатную плату.

По конструкции печатные платы делятся на однослойные и многослойные.

Однослойные печатные платы всегда имеют один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники. Если они расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую плату называют односторонней, если на двух сторонах - то двухсторонней.

Многослойная печатная плата состоит из нескольких печатных слоев, изолированных склеивающими прокладками.

Процесс изготовления изоляционной платы с печатным монтажом состоит из двух основных операций /11/:

создание изображения печатных проводников путем копирования изображения с негатива на светочувствительный слой, печатание изображения защитной краской через сетчатый трафарет или с помощью офсетной формы;

создание токопроводящего слоя на изоляционном основании.

Широкое распространение получили три способа создания токопроводящего слоя /11/:

химический, при котором производится вытравливание незащищенных участков фольги, предварительно наклеенной на диэлектрик;

электрохимический, при котором методом химического осаждения создается слой металла толщиной от 1 до 2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины;

комбинированный метод, сущность которого состоит в сочетании химического и электрохимического методов.

Для того, чтобы к печатному проводнику можно было припаять объемный проводник или вывод навесного радиоэлемента, на проводнике делают контактную площадку в виде участка с увеличенной шириной. В зоне контактной площадки может находиться монтажное отверстие, в которое будет вставляться объемный проводник или вывод радиоэлемента. При наличии отверстия контактная площадка окружает его со всех сторон. Монтажное отверстие может иметь металлизированные стенки. При установке объемных проводников или выводов элементов в металлизированное монтажное отверстие обеспечивается наиболее надежный паянный электрический контакт. Использование неметаллизированных отверстий приводит к меньшей надежности пайки.

Для изготовления печатной платы наиболее широко используют комбинированный и химический методы. Химический метод обеспечивает большую производительность, но позволяет получить фольгу, расположенную только на одной стороне печатной платы. При этом не может быть получена высокая плотность монтажа. Кроме того он не может обеспечить такую же высокую надежность пайки, какую дают платы с металлизированными отверстиями, изготовленные комбинированным методом. Поэтому химический метод используется для получения односторонних печатных плат бытовой радиоэлектронной аппаратуры. Комбинированный метод используется для получения одно- и двухсторонних печатных плат в аппаратуре, к которой предъявляют более жесткие требования по надежности.

Процесс разработки чертежа печатной платы складывается из следующих операций /11/:

компоновка печатной платы, в процессе которой находят оптимальное размещение навесных элементов на печатной плате. Компоновку обычно выполняют помощью шаблонов, устанавливаемых на плате элементов, изготовленных из бумаги или другого материала. Шаблоны выполняют в том же масштабе, в котором оформляется чертеж печатной платы. Эти шаблоны размещают на листе бумаги или другого материала с нанесенной координатной сеткой и ищут такое расположение деталей, при котором длина соединяющих их проводников минимальна;

разводка печатных проводников (трассировка). Цель этой операции - провести проводники, соединяющие контактные площадки так, чтобы они имели минимальное число переходов на другие слои с целью устранения пересечений;

оформление чертежа с соблюдением требований стандарта.

В настоящее время принципиальные схемы проектируемой радиоэлектронной аппаратуры оказываются довольно сложными, поэтому разработку конструкции печатной платы целесообразно производить с помощью современных ЭВМ и программного обеспечения. Наше устройство не является сложным радиотехническим устройством и имеет сравнительно простую принципиальную схему, поэтому разработку конструкции печатной платы произведем без применения программного обеспечения.

Для простоты разработаем отдельно печатные платы для каждой из составных частей приемника-преобразователя: для самого приемника, построенного на базе микросхемы МС3362Р, для УНЧ, построенного на базе микросхемы К174УН4А, а также для частотного модулятора. Печатные платы этих составных частей приведены соответственно на рисунках 6.1, 6.2 и 6.3. В приложении Д приведена печатная плата всего приемника-преобразователя.

Рисунок 6.1 - Печатная плата приемника

Рисунок 6.2 - Печатная плата УНЧ

Рисунок 6.3 - Печатная плата частотного модулятора

На всех печатных платах координатная сетка нанесена с шагом 2,5 мм. Все печатные платы должны быть изготовлены химическим методом. Отверстия должны быть неметаллизированными. Диаметры монтажных отверстий должны быть равными 1мм. Диаметры контактных площадок должны быть равными по 1,5 мм.

7. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЕКТА

7.1 Выбор аналога

Итак, как мы уже выяснили ранее, прототипом (аналогом) такого варианта связи с подвижными объектами, можно считать радиостанции СВ-диапазона. Примем для определенности в качестве аналога радиостанцию ALAN 78 PLUS.

Использование такого комплекса связи на основе радиотелефона позволяет находиться в выигрыше по показателям возможности/цена, при сравнении с радиостанциями.

Для определения этого выигрыша используют понятие интегрального коэффициента качества, который вычисляется на основании сравнения аналога и нашего устройства. Данное сравнение для наиболее значимых параметров представлено в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Сравнение прототипа и нашего устройства

В таблице 7.1 приведены коэффициенты улучшения, по которым и рассчитаем интегральный коэффициент качества по формуле:

,

где - количество сравниваемых показателей;

 - коэффициент улучшения по i-му показателю.

При вычислении получим, что искомый интегральный коэффициент качества равен

.

Видно, что вычисленный интегральный коэффициент качества оказался меньше чем 1,5. С первого взгляда это говорит о том, что нет необходимости выпускать подобные средства связи, однако у такого связного комплекса есть ряд сервисных достоинств по сравнению с радиостанциями, что также в настоящее время является немаловажным фактором.

Такой комплекс связи обладает рядом преимуществ, для которых нельзя вычислить интегральный коэффициент качества. Например, при передаче сообщения с помощью радиостанции возникает необходимость нахождения человека непосредственно в близости от нее. Такая необходимость отсутствует при работе этого комплекса (можно находиться на некотором расстоянии от передающего устройства).

.2 Расчет затрат на техническую подготовку производства

Прежде чем мы определим затраты на техническую подготовку производства приемника-преобразователя, рассчитаем сначала заработную плату разработчика, которая включается в искомые затраты.

Заработная плата разработчика состоит из трех составляющих: основная зарплата, дополнительная и отчисления на социальные нужды. Расчет основной заработной платы разработчика можно представить в виде таблицы 7.2.

Из таблицы видно, что основная заработная плата оценивается величиной в 1573 руб. 32 коп. Исходя из того, что дополнительная заработная плата разработчика определяется как 8…20 % от основной (для определенности примем 15 %), а отчисления на социальные нужды составляют 38,5 % от суммы основной и дополнительной, то получим, что дополнительная заработная плата равна 236 руб., а отчисления на социальные нужды составят 696 руб. 60 коп.

Таблица 7.2

Расчет основной заработной платы разработчика

В затраты на техническую подготовку производства приемника-преобразователя входят также материальные затраты, которые приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3

Расчет материальных затрат

Из этой таблицы видно, что материальные затраты на изготовление макета приемника-преобразователя составили 113,5 руб. Известно, что транспортно-заготовительные расходы определяются как 3…5% от суммарных материальных затрат, а эта сумма в нашем случае при 5% составляет 5 руб. 68 коп.

Окончательным этапом при расчете затрат на техническую подготовку является подсчет накладных расходов, которые определяются как 200…250 % от основной заработной платы. В нашем случае это составляет (при 250 %) 3933 руб. Тогда суммируя результаты этих расчетов получим, что искомая затрата на техническую подготовку составляет 6558 руб.

7.3 Расчет себестоимости и цены изделия

7.3.1 Себестоимость

При расчете себестоимости и цены изделия пользуются следующими статьями калькуляции:

а) Сырье, основные и вспомогательные материалы;

б) Покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия;

в) Основная заработная плата рабочих;

г) Дополнительная заработная плата рабочих;

д) Отчисления на социальные нужды рабочих;

е) Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

ж) Цеховые расходы;

з) Общезаводские расходы;

и) Внепроизводственные расходы.

Производственная себестоимость изделия получается при суммировании первых восьми составляющих. При суммировании всех перечисленных составляющих мы получим полную себестоимость изделия.

Произведем соответствующие вычисления для определения себестоимости и цены спроектированного устройства.

Первые две статьи уже были рассчитаны в подразделе 7.2 и они составляют 113,5 руб.

Для расчета третьей статьи необходимо определить основные операции при изготовлении устройства на предприятии, соответствующую трудоемкость каждой операции, а также часовую ставку исполнителя, после чего, произведя суммирование, мы сможем определить основную заработную плату рабочих. Расчет этой статьи представлен таблицей 7.4.

Из таблицы 7.4 видно, что получаемая основная заработная плата рабочих составляет 37 руб. 95 коп. Тогда можно рассчитать все остальные статьи.

Дополнительная заработная плата рабочих определяется как 8…20% от основной заработной платы и при 15% она составляет 5 руб. 70 коп.

Отчисления на социальные нужды рабочих находятся как 38,5% от суммы по третьей и четвертой статьям (статьи «в» и «г»). При вычислении получим, что эта величина составляет 16 руб. 80 коп.

Таблица 7.4

Расчет основной заработной платы рабочих

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования определяются на основе статьи «в» (160…180% от статьи «в») и составляют в нашем случае (при 180%) 68руб. 30 коп.

Цеховые расходы составляют 140…160% от той же статьи «в» и равны 60 руб.

При расчете общезаводских расходов пользуются тем фактом, что они составляют порядка 100…140% от статьи «в». Для нашего устройства эти расходы оцениваются величиной в 53 руб.

Тогда производственная себестоимость устройства равна 355 руб. 25 коп.

Внепроизводственные расходы - это 1,5…2% от производственной себестоимости. В нашем случае эта величина составляет 7 руб.

С учетом всех вычислений можно получить полную себестоимость приемника-преобразователя. Она равна 362 руб. 25 коп.

.3.2 Цена изделия

Различают оптовую и розничную цену изделия.

Оптовая цена вычисляется как сумма полной себестоимости, прибыли и НДС (20% от полной себестоимости и прибыли). Полная себестоимость изделия уже была рассчитана. Прибыль составляет примерно 30% от полной себестоимости и исчисляется суммой в 109 руб. Тогда НДС равен 94 руб. 20 коп., следовательно оптовая цена составит 565 руб. 45 коп.

Розничная цена изделия - это сумма трех составляющих: оптовой цены, 25% от оптовой и 5% налога с продаж. Тогда это составит примерно 742 руб.

Отметим тот факт, что базовый блок состоит из двух независимых частей: приемной и передающей. В настоящем экономическом анализе проекта была определена стоимость только одной - приемной. Однако стоимость другой - передающей - оказывается значительно ниже, и для определенности ее можно принять равной 400 руб. тогда окажется, что базовый блок обойдется потребителю в 1142 руб.

Конечно же, для точной оценки цены передающей части необходимо было бы вновь произвести все расчеты, но целью данного раздела проекта является доказательство того, что такие устройства целесообразно выпускать и реализовывать на рынке сбыта. Более того, предполагаемый экономический эффект нашего устройства перед аналогом будет заметен и без точных расчетов стоимости передающей части.

Итак, для простоты расчетов примем стоимость базового блока равной 1200 руб.

7.4 Расчет экономического эффекта

Определим экономический эффект. Цена составной части изделия уже была определена и составляет в розничной торговле примерно 1200 руб. Следует напомнить, что связной комплекс построен на основе бытового радиотелефона, стоимость которого обычно не превышает 2500 руб. Предположим, что потребитель покупает радиотелефон за 2500 руб. и приобретает еще два блока к нему (базовый и передвижной). Стоимость каждого из которых равна 1200 руб. Тогда это получается сумма в 4900 руб. Это получается стоимость связного комплекса, в который входит сам радиотелефон и два блока к нему. Антенные устройства дополнительных блоков в стоимость не входят.

Теперь рассмотрим стоимость трансиверов СВ-диапазона. Различают базовые трансиверы, которые отличаются большим количеством дополнительных функций, и мобильные - простейшие приемо-передатчики. В простейшем случае для передачи и приема информации по каналу связи «БАЗА - ПЕРЕДВИЖНОЙ ОБЪЕКТ» можно использовать два мобильных трансивера. Стоимость каждого простейшего мобильного трансивера оценивается величиной в 2500-3000 руб. Таким образом, общая стоимость составит примерно 5000-6000 руб. Также при покупке СВ-трансиверов их необходимо зарегистрировать, что обходится примерно в 300 руб. за каждый приемо-передатчик. И общая стоимость достигает 5600-6600 руб. Это оказывается более чем на 700 руб. дороже, чем использование вышеописанного связного комплекса. Тогда становится очевидным, что использование радиостанций СВ-диапазона оказывается по экономическим параметрам дороже, чем приобретение бытового радиотелефона и двух блоков дополнительно к нему.

Однако следует сказать о том, что такое средство связи может просто не заинтересовать буквально каждого потребителя, что приведет к проблемам у предприятия-изготовителя на рынке сбыта при изготовлении крупными партиями. Поэтому ставить на конвейер такой связной комплекс нецелесообразно. Куда более правильным будет выпуск такого связного комплекса мелкосерийными партиями по мере сбыта товара.

8. Безопасность и экологичность проекта при макетировании

8.1 Системный анализ безопасности и надежности устройства при эксплуатации

Данное устройство входит в состав целого комплекса, предназначенного для увеличения радиуса действия обычного радиотелефона. Этот комплекс относится к системам связи, что в настоящее время является довольно актуальной темой.

Человеческая жизнь постоянно сопровождается процессом получения и передачи какой-либо информации (процессом обмена информации), иногда, имеющей решающее в жизни любого человека значение. Без возможности быстрого и качественного обмена информацией у человека могут возникать довольно серьезные проблемы, поэтому очень важно в любых системах связи добиться максимальной надежности связного устройства (или устройств) при эксплуатации.

В последнее время самое широкое применение находят новые методы анализа безопасности, риска и надежности систем /12/.

Многообразие причин аварийности систем и травматизма в производственных условиях позволяет утверждать, что самыми подходящими для оценки опасностей являются модели, представляющие собой процесс появления и развития цепи соответствующих предпосылок в виде диаграмм. Под этими диаграммами влияния причинно-следственных связей понимают некоторое формализованное представление моделируемых категорий (процессов, объектов, целей и свойств) с помощью графических символов.

С помощью такого метода достигается высокая информативность представления и описания исследуемых факторов, хорошая наглядность и однозначность понимания модели исследователем и потребителем и т.д.

В настоящее время наибольшее распространение получила диаграмма ветвящейся структуры, не имеющая циклов и называемая «дерево причин (отказов, опасностей, событий)» /12/.

Любая опасность реализуется, принося какой-либо ущерб, по одной определенной или нескольким причинам. Без причин нет реальных опасностей. Следовательно, предотвращение опасностей или защита от них базируется на знании причин. Между реализованными опасностями и причинами существует причинно-следственная связь: опасность есть следствие некоторой причины (причин), которая, в свою очередь, является следствием другой причины и т.д. Таким образом, причины и опасности образуют иерархические, цепные структуры или системы. Графическое изображение таких зависимостей чем-то напоминает ветвящееся дерево. В строящихся деревьях, как правило, имеются ветви причин и ветви опасностей, что полностью отражает диалектический характер причинно-следственных связей. Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда и невозможно.

Построение дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа. Каждый из этих процессов разбивается на ряд соответствующих этапов.

Нам необходимо составить дерево отказов для нашего устройства - базового блока. Построение дерева отказов начнем с краткого описания процессов синтеза и анализа.

8.1.1 Синтез

1. Определяем наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы.

. Разделяем событие на несовместные группы, причем группы формируются по некоторым признакам, например, по одинаковым причинам возникновения.

. Используя общие признаки, выделяем одно событие, к которому приводят все события каждой группы. Это событие является головным и будет рассматриваться с помощью отдельного «дерева причин».

В соответствии с этапом номер 1 синтеза, для нормальной работы рассматриваемой системы (комплекса связи) нежелательными событиями могут являться следующие:

а) полное отсутствие излучаемого антенной сигнала;

б) излучение антенной более слабого сигнала, чем требуется;

в) отсутствие сигнала на выходе всего приемного устройства.

Второй этап синтеза состоит в разделении перечисленных событий на несовместные группы. Первые два события довольно тесно связаны между собой и должны рассматриваться совместно. Последнее же событие является отличным от ранее рассмотренных и требует отдельного анализа.

Тогда для двух групп можно сформулировать соответствующие головные события, представленные таблицей 8.1. Эти головные события влекут за собой нарушение работоспособности связного комплекса.

Таблица 8.1

Головные события для двух групп

.1.2 Анализ

Анализ производится в следующей последовательности /12/.

. Выбираем головное событие, которое должно быть предотвращено.

. Определяем все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.

. Определяем отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций «И» и «ИЛИ».

. Определяем величины, необходимые для дальнейшего анализа каждого из событий, выделенных на этапе два или три. Для каждого вызывающего события, которое уточняется далее, повторяем этапы два и три, причем термин «головное событие» теперь будет относиться к данному событию, которое продолжаем анализировать.

. Продолжаем этапы два, три и четыре пока либо все события не выразятся через основные события, либо перестаем дробить анализ дальше в силу незначительности событий, отсутствия данных и т.п.

. Представляем события в виде диаграммы, используя соответствующую символику.

Рассмотрим причины нарушения работоспособности связного комплекса. Это может произойти в результате повреждения как передающей части базового блока, так и приемной части того же блока (и уж тем более при повреждении обоих блоков).

В общем случае, повреждение передающей части вызовет либо полное исчезновение излучаемого сигнала, либо частичное (излучение сигнала с меньшей мощностью). Последний вариант может произойти по многочисленным причинам, которые рассматривать просто не имеет смысла, а вот при полном исчезновении излучаемого сигнала ситуация проста. Причиной этого события может быть и отсутствие напряжения питания передающей части (или одного из его каскадов), и отсутствие сигнала на входе передатчика, и вероятность нарушения контакта в схеме передающей части. Однако может оказаться, что причиной отсутствия излучения послужило нарушение соединения с передающей антенной. Нарушение контакта со временем могло произойти в результате плохой сборки устройства (некачественная пайки схемы), а также в результате повреждения печатной платы. Причиной отсутствия сигнала на входе передающей части может служить в простейшем случае нарушение соединительного разъема. Однако это не единственная причина, т.к. может существовать еще целый ряд причин, приведших к этой ситуации.

К нарушению работоспособности связного комплекса могут привести и неисправности приемной части. Это может быть как отсутствие сигнала на выходе приемного устройства или модулятора, так и отсутствие напряжения питания устройства. Ситуация с модулятором проста: причиной отсутствия сигнала с выхода модулятора может служить некачественная сборка устройства (плохая пайка) или неисправность печатной платы (нарушение контакта в проводящих слоях платы). Причиной отсутствия сигнала с выхода приемного устройства может быть как неисправность самого приемного устройства, так и отсутствие сигнала на входе самого приемного устройства. Сигнала на входе приемного устройства может не оказаться по причине нарушения соединения приемной антенны или нарушения контакта во входной части устройства. Случай неисправности приемного устройства вероятен по причине выхода из строя каких-либо элементов или прочих причин.

Теперь можно составить дерево отказов. Оно приведено в приложении Е.

8.2 Методы повышения надежности устройства

Рассмотрим методы повышения надежности базового блока на основании дерева отказов.

Анализируя дерево отказов, можно предложить некоторые мероприятия по снижению вероятности появления неисправности устройства.

Вероятность выхода из строя элементов схемы, также как и вероятность изменения их параметров со временем, можно снизить, используя более надежную элементную базу, у которой наработка на отказ больше (по справочным данным).

Вероятность выхода из строя изделия значительно снизится при использовании в нем тех элементов, которые были предусмотрены именно разработчиком.

Иногда выход из строя элементов происходит при чрезмерном превышении питающих напряжений, а также из-за пульсаций в цепях питания. Для уменьшения этих факторов необходимо применять в схемах дополнительные стабилизаторы напряжения.

Для предотвращения возникновения короткого замыкания необходимо, по возможности, изолировать оголенные части соединительных проводов и элементов схемы. Необходимо избегать попадания влаги внутрь устройства, так как это может привести к серьезным неисправностям.

Надежность печатной платы играет немаловажную роль в надежности устройства. Покрытие печатной платы лаком повышает надежность самой печатной платы, так как практически исключается вероятность повреждения контактной дорожки.

Во избежание некачественной сборки устройства следует поручать эту процедуру квалифицированным специалистам. Однако при этом необходимо использовать качественные флюсы и припои.

Также немаловажное значение для надежности устройства имеют условия эксплуатации, или другими словами, требования к помещению, где располагается устройство. Устройство рассчитано на эксплуатацию в жилых помещениях при температуре воздуха от 10 до 40⁰С, относительной влажности не более 80% при температуре 25⁰С и атмосферном давлении 86 - 106кПа (650 - 800 мм рт. ст.).

.3 Вероятность чрезвычайных ситуаций при эксплуатации устройства

Рассмотрим одну из наиболее опасных чрезвычайных ситуаций - возникновение пожара во время эксплуатации прибора.

Пожар - это неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей /12/.

Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объектов народного хозяйства, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.

Однако в нашем устройстве отсутствуют высокие напряжения, при замыкании которых возникает вероятность пожара. Поэтому во время эксплуатации прибора полностью отсутствует вероятность возникновения пожара.

Также полностью исключается вероятность взрыва при эксплуатации прибора, так как в устройстве отсутствуют какие-либо взрывоопасные материалы и компоненты.

.4 Защита окружающей среды при изготовлении

Конкретно можно подчеркнуть следующее. В устройстве не используются мощные радиоэлементы, которые бы сильно нагревались при эксплуатации. Прибор не создает шума при работе. При излучении полезного сигнала создаются электромагнитные поля, воздействие которых не сказывается на здоровье людей, так как радиосигнал излучается с разрешенной ГОСТом мощностью.

Труд и безопасность - два тесно и неразрывно связанных понятия, отражающие особенности экономического и социального развития. На производстве всех отраслей от различного рода травм страдает огромное количество людей. В результате этого некоторые из них временно теряют трудоспособность, однако есть и смертельные случаи.

Падение рождаемости, генетические изменения в состоянии организма новорожденных, повышенные уровни смертности населения являются в значительной степени следствием недостатков в работе по гигиене и безопасности труда.

Неудовлетворительная информированность работающего населения о возможных последствиях вредного и опасного воздействия производственных факторов не только снижает чувство опасности и необходимости соблюдения элементарных требований охраны труда, но и является причиной травматизма и профзаболеваемости. А производственный травматизм и профзаболевания увеличивают количество нетрудоспособного населения.

Для снижения производственного травматизма необходимо применять соответствующие меры безопасности. К основным мерам безопасности относится правильное устройство рабочих мест, необходимая вентиляция и кондиционирование воздуха в производственном помещении, его отопление и производственное освещение.

Условия труда на рабочих местах производственных помещений складываются под воздействием большого числа факторов, различных по своей природе, формам проявления, характеру действия на человека. Условия труда также сильно зависят от состояния окружающей среды. Рассмотрим процесс изготовления устройства.

При изготовлении прибора могут использоваться технологические процессы и материалы, которые могли бы пагубно повлиять на окружающую среду. Процесс изготовления печатной платы также может сопровождаться вредными выделениями в атмосферу. Следовательно необходимо принять соответствующие меры по защите атмосферы, т.е. необходимо использование экобиозащитной техники.

Загрязнение воздуха производственных помещений может происходить за счет выбросов из технологического оборудования или при проведении технологических процессов без локализации выбросов. В этом случае возможно повышенное загрязнение воздуха рабочей зоны, а удаляемый из помещения вентиляционный воздух может стать причиной загрязнения атмосферного воздуха промышленных площадок и населенных мест.

На практике реализуются следующие варианты использования средств защиты атмосферы /12/:

локализация токсичных веществ в зоне их образования, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если после аппарата воздух соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху;

локализация токсичных веществ в зоне их образования, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;

очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере (в ряде случаев перед выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом);

очистка отработавших газов энергоустановок, например двигатели внутреннего сгорания, в специальных агрегатах и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры и т.п.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения дипломного проекта были закреплены основные знания, полученные в процессе обучения, касающиеся не только приемных устройств, но и передающих. Было спроектировано приемное устройство системы связи с подвижными объектами, осуществляющее перенос спектра полезного сигнала с одной несущей частоты на другую.

При проведении макетирования устройства были получены навыки в его сборке и наладке некоторых его узлов. Также были получены практические навыки работы с различного рода измерительной аппаратурой «правила» измерения физических величин.

Более того, в процессе макетирования частотного модулятора были получены более глубокие знания об автогенераторах и условиях для их нормально работы.

Экспериментальное исследование, проведенное над приемником-преобразователем, показало, что при таком построении устройства оно довольно хорошо выполняет свои функции, отличаясь при этом сравнительной простотой схемного решения.

Также можно отметить тот факт, что рассмотренная в проекте система связи, кажущаяся на первый взгляд довольно сложной, превосходит не только по соотношениям возможности/цена систему связи на базе радиостанций, но и по ряду сервисных функций. Это говорит о целесообразности использования такой системы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Буга Н.Н. и др. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов/Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; Под ред. Н.И. Чистякова. - М.: Радио и связь, 1986. - 320 с.: ил.

. М.С. Шумилин, В.Б. Козырев, В.А. Власов. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. Учеб. пособие для техникумов. - М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.: ил.

3. Проектирование радиопередающих устройств. Учеб. пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, И.А. Попов и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 424 с., ил.

4. Проектирование радиоприемных устройств. Учебное пособие для вузов/С.М. Клич, А.С. Кривенко, Г.Н. Носикова и др. Под ред. А.П. Сиверса. - М., «Сов. радио», 1976. - 488 с., ил.

5. Екимов В.Д., Павлов К.М. Проектирование радиоприемных устройств - 2-е изд. М.: Связь, 1970. - 504 с., ил.

6. СиБи - радиосвязь для всех. Е. Лапшин. «СОЛОН». Москва, 1997. - 208 с., ил.

7. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/Л.А. Белов, М.В. Благовещенский, В.М. Богачев и др.; Под ред. М.В. Благовещенского, Г.М. Уткина. - М.: Радио и связь, 1982. - 408 с., ил.

8. Скупой В.Ф., Грищенко С.Г. Методические указания к курсовому проекту по курсам «Устройства формирования сигналов», «Радиопередающие устройства». Расчет частотных модуляторов. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 1998. - 20с.

9. Альтшуллер Г.В., Елфимов Н.Н., Шапулин В.Г. Кварцевые генераторы: Справочное пособие. - М.: Радио и связь, 1984. - 232 с.

10.Руководство к лабораторным работам по курсу «Метрология и радиоизмерения». Н.Н. Смирнов, В.П. Стенпковский, Ф.А. Цветков. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 1994. - 52 с.

11.Фрумкин Г.А. Расчет и конструирование РЭА. М.: «Высшая школа», 1977. - 269 с.

12.Бакаева Т.Н. Безопасность жизнедеятельности. Часть II: Безопасность в условиях производства: Учеб. пособие. Таганрог: ТРТУ, 1997. 318 с.: ил.

13.Справочник радиолюбителя/ Р. М. Терещук, К. М Терещук, С. А. Седов. - 2-е изд., стереотип. - Киев: Наукова думка, 1982. - 670 с. с ил.

WEB-сервер: http://www:motorola.com

WEB-сервер: http://Design - NET.com