Проектирование передатчика (стр. 3 из 3)
Возможно применение пьезокерамических фильтров.
Одно из необходимых условий согласования – входное сопротивление электромеханического фильтра должно составлять 800 Ом ± 5%
Для лучшей селекции при больших расстройках, т.е для более эффективного подавления гармоник к выходу электромеханического фильтра подключим колебательный LC контур, настроенный так же на частоту 463,3. Параметры контура при этом должны быть следующие:
Рисунок 3.6 Зависимость индуктивности фильтра основной селекции от ёмкости ФОС.
Выберем для определённости С10 = 10нФ
Тогда L3 = 11,8 мкГн.
Определим необходимые требования для высокочастотного полосового фильтра.
В данном диапазоне частот наиболее эффективны электромеханические кварцевые или лангаситовые фильтры, а так же фильтры на ПАВ. Основные физически реализуемые характеристики:
1. центральная частота – 6600кГц.
2. Относительная полоса пропускания полоса – 3% (200МГц)
3. Порядок фильтра – 12
Физически достижимые параметры:
1. Затухание в полосе заграждения – 80дБ
2. Неравномерность в полосе пропускания – 0,5 дБ
3. Диапазон температур -60 - +85 градусов Цельсия.
Существует большое множество фильтров, удовлетворяющих заявленным требованиям, среди них пьезокерамические фильтры, фильтры на ПАВ, пьезоэлектрические. Все требуемые в работе кварцевые генераторы и электромеханические фильтры могут быть произведены на заказ группой компаний «Пьезо» (Россия, г. Москва и МО)
3.6 Расчёт тракта формирования несущей частоты
Переноса сигнала с промежуточной частоты в 465кГц на радиочастоту из рабочего диапазона f = 6525… 6685 кГц в конкретном передатчике будет осуществляться гетеродинированием сигнала ПЧ с гармоническим сигналом с изменяющейся частотой, полученного с использованием синтезатора частот.
В качестве смесителя будем использовать те же микросхемы, что и в модуляторе, SL1640C производства PlesseySemiconductors, их краткое описание и основные параметры были приведены в п. 3.4.
Генерацию опорных частот для второго гетеродина в данном передатчике будем производить с помощью интегрального синтезатора частот NJ8820, производства PlesseySemiconductors (Великобритания)
Основные характеристики и достоинства данного синтезатора:
1. Генерируются частоты до 10МГц.
2. Вход для внешнего высокостабильного кварцевого генератора.
3. Диапазон питающих напряжений 5 – 7 (В)
4. Диапазон рабочих температур -40 - +85 ºС
5. Встроенный генератор управляющих сигналов для работы с ПЗУ.
Требования к ПЗУ:
1. организация ячейками по 4 бита.
2. время доступа не менее 25мкс при тактировании ИМС синтезатора на частоте 10МГц.
3. для программирования всех 32 каналов необходимо 32*8x4 = 1024 бита ПЗУ.
Из списка микросхем, рекомендованных производителем, наиболее оптимальны по всем параметрам и стоимости ПЗУ 74S287, производства FarChildSemiconductors.
Данные в синтезатор загружаются из ПЗУ, причём для настройки синтезатора на каждую частоту требуется 28 бит информации, организованной в 8 4-х разрядных словах.
Алгоритм загрузки прост: С помощью старших 5 разрядов адреса микросхемы памяти выбирается частота, далее синтезатор, подключенный к трём младшим разрядам последовательно считывает 8 ячеек памяти. Это очень выгодная возможность синтезатора, так как для его настройки не требуется включать в схему процессор. ПЗУ программируется перед запайкой, в последующем изменении информации в ПЗУ надобности нет.
На вход тактирования подключим внешний тактовый генератор с частотой 10МГц. Строгие требования к стабильности тактового генератора не предъявляются.
На вход внешнего осциллятора подключим высокостабильный кварцевый генератор с частотой 6МГц.
Загрузка частоты, а так же включение генератора будут включаться при подаче на разрешающий вход ИМС синтезатора логического сигнала высокого уровня (около 6В), для этого подключим разрешающий вход к выключателю «передача».
3.7 Расчёт источника питания
Радиопередатчик питается от бортовой сети самолёта с напряжением переменного тока 115В и частотой 400Гц.
Для питания отдельных узлов нужно получить следующий ряд напряжений
| Блок передатчика | Напряжение, В | Макс потребля-емый ток, А |
| Усилитель мощности | 50 ± 5% | 1 |
| Модуляторы 2шт | 6 ± 5% | 0,04 |
| Синтезатор частот | 6 ± 5% | 0,01 |
| Входной усилитель с АРУ | 6 ± 5% | 0,04 |
| Кварцевые генераторы ГК-120-ТС 2шт. | 10 | 0,24 |
| Усилитель низкой частоты | 6 ± 5% | 0,1 |
В целях повышения стабильности напряжения, а так же для защиты аппаратуры от импульсных помех через бортовую сеть целесообразнее использовать импульсный блок питания с ШИМ преобразователем.
В основе этого блока будет лежать микросхема ШИМ контроллера TL494.
Напряжение бортовой сети выпрямляется, фильтруется, далее через два мощных ключевых транзистора, управляемых ШИМ контроллером, подаётся на трансформатор, выводы обмоток которого будут образовывать требуемые напряжения.
Далее каждое из напряжений фильтруется с помощью мощного дросселя и конденсаторов.
Наибольшая стабильность выходного напряжения требуется для кварцевых генераторов, питающихся от шины 10В, поэтому выходную стабилизацию ШИМ контроллера подключим только к выходу 10В.
Блок схема импульсного блока питания:
Так же в блоке питания необходимо предусмотреть защиту выходных цепей от короткого замыкания на выходе, а так же защиту от перенапряжений.
Специальные меры защиты на входе не потребуются, если силовые транзисторы взять с запасом по пробивному напряжению в 3-4 раза, например С4242.
При данной реализации блока питания должна быть обеспечена стабильная работа передатчика при изменении напряжения питания от 70 до 300В, и при изменении частоты от 20 Гц до 1кГц.
4. Заключение
В результате выполнения данного курсового проекта был спроектирован авиационный передатчик для дальней связи самолёта АН -2.
Основные технические характеристики:
| № | Параметр | Значение |
| 1 | Номинальная выходная мощность | 25 Вт |
| 2 | Коэффициент нелинейных искажений | 0,9% |
| 3 | Диапазон рабочих частот | 6525…6685 кГц |
| 4 | Количество каналов | 32 |
| 5 | Питание | 115В, 50Гц |
| 6 | Диапазон рабочих температур | -40 - +85 ºС |
| 7 | Стабильность излучаемых частот | 0,5×10-6 |
| 8 | Подавление зеркального канала | > 52дБ |
| 9 | Вид модуляции | Однополосная |
Так же к достоинствам данного передатчика стоит отнести компактность, надёжность, простоту конструкции, невысокая стоимость комплектующих.
| Поз. Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| С1 | Конденсатор 47 нФ ± 1% | 1 | |
| С2 | Конденсатор 2,2 мкФ ± 2% | 1 | |
| С3 | Конденсатор 0,1 мкФ ± 2% | 1 | |
| С4 | Конденсатор 0,47 мкФ ± 5% | 1 | |
| С5 | Конденсатор 20 мкФ ± 2% | 1 | |
| С6,C7 | Конденсатор 10 нФ ± 1% ТКЕ мин | 1 | |
| С8 | Конденсатор 2200 мкФ ± 5% | 1 | |
| С9,C10 | Конденсатор 10 нФ ± 1% ТКЕ мин | 1 | |
| С11 | Конденсатор 20 мкФ ± 5% | 1 | |
| С12 | Конденсатор 1 нФ ± 5% | 1 | |
| С13 | Конденсатор 4000 мкФ ± 5% | 1 | |
| С14 | Конденсатор 3 нФ ± 0,25% | 1 | |
| С15 | Конденсатор 3,4 нФ ± 0,25% | 1 | |
| DA1 | Интегральная схема MAX9814 | 1 | |
| DA2,DA3 | Интегральная схема SL1640 | 1 | |
| DD1 | Интегральная схема 74S287 | 1 | |
| DD2 | Интегральная схема NJ8820 | 1 | |
| GQ1 | Кварцевый генератор ГК-120-ТС, 465 кГц | 1 | |
| GQ2 | Кварцевый генератор ГК-120-ТС, 10 МГц | 1 | |
| L1 | Трансформатор k = 8, 1мкГн | 1 | |
| L2 | Дроссель 1мГн ± 5% | 1 | |
| L3 | Катушка индуктивности 11,8мкГн | ||
| L4 | Дроссель 10мГн ± 5%, I=1А | 1 | |
| L5 | Трансформатор k = 1, 150 нГн | 1 | |
| L6 | Катушка индуктивности 415мкГн± 0,25% | 1 | |
| R1 | Резистор МЛТ 470 кОм ± 5% 0,125 Вт | 1 | |
| R2 | Резистор МЛТ 130 кОм ± 5% 0,125 Вт | 1 | |
| R3 | Резистор МЛТ 2,2 кОм ± 5% 0,125 Вт | 1 | |
| R4 | Резистор переменный СП-II 270кОм ± 5%, 0,25Вт | 1 | |
| R5 | Резистор МЛТ 5,6 кОм ± 2% 0,25 Вт | 1 | |
| R6 | Резистор МЛТ 1,65 МОм ± 2% 0,25 Вт | 1 | |
| R7 | Резистор МЛТ 100 кОм ± 1% 0,25 Вт | 1 | |
| R8 | Резистор МЛТ 25 кОм ± 1% 0,25 Вт | 1 | |
| R9 | Резистор МЛТ 400 Ом ± 2% 1 Вт | 1 | |
| R10 | Резистор переменный СП-II 220кОм ± 5%, 1 Вт | 1 | |
| R11 | Резистор переменный СП-II 100кОм ± 5%, 2 Вт | 1 |