Расчет связного передатчика 27 2 МГц

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА "РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА"

КУРСОВАЯ РАБОТА

"РАСЧЕТ СВЯЗНОГО ПЕРЕДАТЧИКА 27,2 МГц"

Екатеринбург 2003


Задание

Дано:

Передатчик с частотной модуляцией.

1. Мощность P1 = 2,5 Вт.

2. Частота f = 27,2 МГц.

3. EП = 12 В.

4. Антенна - штырь 1,5 м.

5. Ф2 = 25 дБ.

- составить структурную схему передатчика;

- рассчитать режим оконечной ступени;

- рассчитать согласующее устройство оконечной ступени с антенной;

- пояснить назначение всех элементов схемы.

1. Структурная схема передатчика


Умножитель

Рис. 1 структурная схема передатчика

УНЧ - усилитель низкой частоты;

УЧ - управитель частоты;

АГ - автогенератор (кварцевый);

У - усилитель;

Умножитель частоты на 2;

ОУ - оконечный усилитель;

СЦ - согласующая цепь.


2. Расчет режима оконечной ступени

2 .1 Расчет коллекторной цепи

Паспортные данные:

rнас = 1,73 Ом;

Е'б = 0,7 В;

Iк о доп = 0,8 А.

Определим коэффициент использования выходного напряжения (Uвых )

Возьмем угол отсечки (q) равным 900 , тогда a1 (q) = 0,5.

Определим амплитуду напряжения коллектора в граничном режиме:

Uкгр = Ек *xгр ;

Uкгр = 12*0,86 = 10,32 (В).

Найдем первую гармонику тока коллектора:

Определим постоянную составляющую коллекторного тока:

Определим подводимую мощность P0 .

P0 = Eк *Iк0 ,

P0 = 12*0,306 = 3,672 »3,7 (Вт)

Определим мощность, рассеиваемую в виде тепла:

Pк1 = P0 - P1 ,

Pк1 = 3,7 - 2,5 = 1,2(Вт) < Pдоп = 1/2Uкэдоп *Iк0доп = 26 (Вт)

Определим коэффициент полезного действия (h)

Определим сопротивление коллектора (Rк )

2.2 Расчет базовой цепи

Определим сопротивление резистора Rд , включенного по РЧ между базой и эмиттером, которое определяется по следующей формуле:

Rд »b0 /2pfТ CЭ

Rд » 24/2*3,14*350*106 *124*10-12 » 88(Ом)

Значение сопротивления Rбк резистора, включенного по РЧ между коллектором и базой:

Rбк = b0 /2pfТ Cк

Rбк = 24/2*3,14*350*106 *12*10-12 » 909,46 (Ом)

Рассчитаем амплитуду тока базы:

где c = 1 + g1 (q)2pfТ Cк Rк

c = 1 + 0,5*2*3,14*350*106 *12*10-12 *21,5 » 1,28


Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе:

Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов:

Iб0 = I к0 /b 0

Iб0 = 0,306/24 = 0,013(А);

Iэ0 = Iк0 + Iб0

Iэ0 = 0,306 + 0,013 = 0,319 (А).

Напряжение смещения на эмиттерном переходе:

Рассчитаем элементы схемы:

LвхОЭ = 4*10-9 + 4*10-9 /1,28 » 9,12 (нГн);

Входное сопротивление транзистора (Zвх = rвх + jXвх ):

Входная мощность:

Коэффициент усиления по мощности транзистора:

kp = P1 /Pвх

kp = 2,5/0,09=27,78.

3. Расчет штырьевой антенны

3.1 Из конструктивных соображений выбираем радиус штыря:

r = 5*10-3 (м)

3.2 Находим волновое сопротивление антенны:

3.3 Входное сопротивление:

4 . Расчет согласующего устройства оконечной ступени с антенной

4.1 Расчет трансформатора сопротивления

Емкость С22 предназначена для разделения по постоянной составляющей тока Iк0, реактивное сопротивление ХС22 должно удовлетворять соотношению:

ХC 22 << Rое = 4Rк , (ХС22 = Rое /[50…100])

XC 22 = (wC22) -1 = 4Rк /100 Þ

С22 = 100/(4*21,5*2*3,14*27,2*10-6 ) = 6,8 (нФ);

XL 2 >> Rое = 4Rк, L2 = Rое *[50…100])

XL 2 = wL2 = 4Rк *100 Þ

L2 = 4*21,5*100/(2*3,14*27,2*10-6 ) = 50,3 (мкГн).

Волновое сопротивление:

ZС = 2*21,5 = 43 (Ом).

Ток в линии:

Требуемая индуктивность линии:

где a1 , и сходя из допустимой неравномерности АЧХ трансформатора на f =27,2 МГц, равен 0,1.

Uпр = Uк = 10,32 (В).

Исходя из волнового сопротивления линии выбираем кабель КВФ-37:

ZC = 37 Ом;

Спогонная = 120 пФ/м;

b = 2,56 мм (внешний диаметр кабеля);

с = 0,78 мм (внутренний диаметр).

Геометрическая длина линии:

где q < 18…54 при ZC = ZC треб (берем q = 30),

e - диэлектрическая проницаемость диэлектрика (фторопласт e = 2,1).

Для данного уровня мощности, из условия обеспечения добротности Q не ниже 10 на частоте f, выбираем феррит марки 1000 НМ:

mн = 1000;

Q = 20 при B = 0,01 Тл.

Выбираем многовитковую конструкцию на кольцевом ферритовом сердечнике с типоразмерами:

D = 45 мм;

d = 28 мм;

h = 12 мм.

Средний диаметр феррита:

Dср = 0,5(D + d),

Dср = 3,65 (мм).

Максимальная магнитная индукция на рабочей частоте:

где P'ф - допустимые удельные тепловые потери в феррите (P'ф £ 0,3…1,5 Вт/см2 ).

Выберем Bf = 15*10-3 Тл.

V = pDср S,

V =3,14*3,65*(0,5*1,2*1,7)=11,7 (см3 ).

V > Vmin

Число витков:

Уточняем Lпр.расч :

pd = 3,14*2,8 = 8,8 (см),

wb = 10*0,256 = 2,56 (см),

следовательно, все витки помещаются на феррит.

Удельные тепловые потери в феррите:

Мощность потерь в феррите:


4.2 Расчет колебательного контура

Для определения номиналов элементов (С23 , L3 ) колебательного контура пересчитаем сопротивление антенны в контур следующим образом:

Рис. 2 Пересчёт сопротивления антенны в контур

Сопротивление на зажимах контура равно 4Rк , добротность контура из конструктивных соображений примем равной 100.


Общая емкость контура равна:

Коэффициент включения равен:

Характеристическое сопротивление контура в резонансе:

Далее находим индуктивность контура:

Приведем конструктивный расчет индуктивности L3 :

- диаметр провода катушки:

- число витков:

- электрическая прочность катушки:

а) напряжение между соседними витками:

Uв = 2Uк/N

Uв = 2*10,32/3 » 6,9 (В).

b) напряженность поля между витками:

E = Uв/(g - d),

E = 6,9/(1,5*2,26- 2,26) » 6,1 (В/мм) < Eдоп = 250 - 300 (В/мм).

Библиографический список

1. ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ РАДИОСИГНАЛОВ: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства генерирования и формирования радиосигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1998.

2. "Проектирование радиопередатчиков": Учеб. пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - 4 -е изд., перераб. И доп. - М.: Радио и связь, 2000. -656 с.: ил.

3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства формирования сигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1997. 31 с.

4. 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.

СКАЧАТЬ ДОКУМЕНТ

Все материалы в разделе "Коммуникации и связь"

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий

Хотите опубликовать свою статью или создать цикл из статей и лекций?
Это очень просто – нужна только регистрация на сайте.

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