Радиопередатчик с частотной модуляцией

1. Постановка задачи (задание)

2. Введение

3. Выбор и обоснование структурной схемы

4. Расчет выходного усилителя мощности

4.1 Выбор транзистора

4.2 Расчет электронного режима транзистора

4.2.1 Коллекторная цепь

4.2.2 Базовая цепь

4.3 Расчет элементов схемы усилителя и согласующих цепей

4.3.1 Расчет цепей питания

4.3.2 Расчет входной согласующей цепи

4.3.3 Расчет выходной согласующей цепи

5. Расчет кварцевого автогенератора

5.1 Выбор кварцевого резонатора и транзистора

5.2 Расчет параметров колебательной системы АГ

5.3 Расчет параметров режима работы транзистора

5.4 Расчет параметров элементов цепи питания и смещения

5.5 Расчет варикапа

5.6 Расчет элементов цепи генератора

6. Расчет умножителя частоты

6.1 Выбор типа транзистора и расчет его режима работы

6.2 Расчет элементов схемы

7. Уточнение структурной схемы

8. Схема электрическая принципиальнаярадиопередатчика

9. Описание конструкции

9.1 Описание корпуса

9.2 Уточнение используемых радиодеталей

9.3 Габаритные размеры радиодеталей и радиокомпонентов

9.4 Расчет катушки индуктивности


1. Постановка задачи (задание)

радиопередатчик модуляция генератор резонатор

Радиопередатчик с ЧМ

1. Назначение устройства: связной.

2. Мощность: Рвых=1,3 Вт

3. Диапазон волн (частот): fвых=310 МГц

4. Характеристики сигналов, подлежащих передаче: частотная модуляция

5. Место установки: носимый

6. Дополнительная нестабильность частоты

7. Сопротивление нагрузки: 50 Ом

8. Питание батарейное.


2. Введение

Разрабатываемый передатчик (носимый) будет использоваться для связи между группами людей. Например, между поисковыми отрядами и координационным центром, так и между отрядами, для уточнения действий, получения заданий, сообщения об окружающей обстановке. Поэтому передатчик должен обладать следующими качествами: быть достаточно простым и надежным в использовании, иметь достаточно низкие массогабаритные характеристики, иметь продолжительный ресурс работы и возможность замены элементов питания. Исходя из условий эксплуатации (вне помещений) передатчик должен быть защищен от воздействий окружающей среды и устойчив к перепадам температур.


3. Выбор и обоснование структурной схемы

Исходя из требований к передатчику, выбираем наиболее простую и экономичную в реализации схему: один генератор, умножительные и усилительные каскады. Частотную модуляцию будем осуществлять простым в реализации прямым методом, когда изменение частоты производится в задающем генераторе. Т.к. заданы высокие требования к допустимой нестабильности частоты

, в качестве задающего генератора будем использовать автогенератор с кварцевым резонатором, в котором кварц работает на основной гармонике. Поэтому для получения на выходе заданной частоты fвых =305 МГц будем использовать каскады умножения частоты. Использование транзисторных умножителей частоты позволяет, как повысить частоту (и девиацию частоты) в "n" раз, так и увеличить мощность входного сигнала, но с ростом коэффициента умножения частоты "n" падает выходная мощность и КПД, поэтому возьмем два каскада умножения частоты на 2 и на 3. Таким образом, кварцевый резонатор будет работать на частоте основной гармоники
МГц. Т.к. оконечный каскад- усилитель мощности (УМ) потребляет больше всего энергии, то будем его проектировать с высоким КПД. Для возбуждения оконечного каскада и получения требуемой мощности применим цепочку каскадов УМ. В передатчике используется батарейное питание, поэтому нужно стремиться получить высокие значения КПД каскадов. Расчет начнем с оконечного каскада УМ. Примем КПД согласующих цепей ηСЦ =0.8, тогда мощность на выходе каскада
, задаем его коэффициент усилением по мощности KP =9, тогда мощность возбуждения на входе должна быть
. Задаем мощность на выходе кварцевого генератора:
. Далее зададим усиление по мощности каждого из каскадов на основе инженерного опыта. С учетом согласующих цепей получаем следующие значения:

1. Оконечный каскад УМ KP =7.5,

.

2. Буферный усилитель мощности, для усиления мощности после кварцевого генератора: KP =5,

3. Умножитель частоты на 2,

, KP =5,

4. Умножитель частоты на 2,

, KP =5,

5. Умножитель частоты на 3 KP =3,

Получаем, что промежуточный усилитель должен обеспечить

. Тогда мощность на входе оконечного каскада
.

Структурную схему передатчика:

,

Проведем расчет трех каскадов: выходной усилитель мощности, кварцевый генератор и умножителя частоты на 2.


4. Расчет выходного усилителя мощности

Расчет начинаем с выходного усилительного каскада, т.к. он обеспечивает необходимую выходную мощность передатчика: Рвых=1.3 Вт.

Исходные данные берем из предварительного расчета структурной схемы:

- выходная мощность каскада Рвых1=1.625 Вт,

- частота f=310 МГЦ,

- сопротивление нагрузки 50 Ом,

также выбираем транзистор 2Т925А. Его параметры приведены в таблицах:

Тип прибора Предельные эксплуатационные данные
В А
МГц
2Т925А Э 36 4 1,0 0,5 1.8 20 150 85 13.5 200..400
Тип прибора Типовой режим
МГц Вт % В
2Т925А 320 >2 6...9.5 60…70 12.6
Тип прибора Электрические параметры и параметры эквивалентной схемы
В см МГц пФ пФ пФ Ом Ом Ом нГн нГн нГн
2Т925А 50 0.6 0.19 600…2400 4.5…15 5 110 1 0.4 1.5 2.4 1 2.4

Для получения высокого электронного КПД выберем угол отсечки коллекторного тока θ=90о , тогда коэффициенты разложения для косинусоидального импульса:


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.