регистрация / вход

Расчет связного передатчика 27 2 МГц

Министерство образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА "РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА"

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.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий