Радиопередающие устройства

$Московский Государственный Авиационный Институт

(Технический Университет)

Кафедра 406

Курсовая работа по дисциплине

“Радиопередающие устройства”

Студент гр. 04–518: Мелёхин С. В.

Преподаватель: Давыдова Н. С.

Радиопередающие устройства

Москва 1998

Огл$авление

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Общие положения……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Выбор структурной схемы передатчика……………………………………..$………………………………………………………………….

Выбор схемы включения модуляции……………………………………………………………………………………………………………….

Выбор согласующих цепей……………………………………………..$…………………………………………………………………………………..

Введение

Общие положения.

В курсовой работе необходимо разработать радиопередатчик с параметрами: рабочая частота 410 Мгц, выходная мощность 2.5 Вт, устанавлеваемый в открытом море на буе. Назначение передатчика – телеметрическая система передачи данных измерения скорости течения воды. $Характеристика сигналов подлежащих передаче – АИМ-КИМ. Длительность импульсов КИМ –1.5 мксек, откуда ширина полосы пропускания пекредающего тракта должна быть не менее 350 кГц. Требуемый максимальный уровень мощьности внеполосных излучений не должен превышать -60 дБ, что обуславливает необходимость использ$ования сложной высокоизбирательной выходной цепи оконечного каскада. Специфика места установки обуславливает выбор в качестве источника питания источник с небольшим напряжением (6‑12В). Так как передаваемые сигналы АИМ–КИМ являются импульсными и широкополосными, то нет необходимости выполнять передатчик с высокой относительной стабильностью частоты (10-5–10-6), а можно обойтись невысокой относительной ст$абильностью 10-3. Желательно обеспечить высокую надёжность работы передатчика и оценку хорошо или отлично за курсовую работу. Высокая надёжность может быть обеспечена при использовании минимального количе$ства полупроводниковых приборов и разъёмных электрических соединений (что также снизит себестоимость изделия). Для уменьшения энергопотребления, что очень важно для данного устройства (радиобуй с автономным маломощным источником питания), а также для увеличения надёжности выгодно использовать в мощных оконечных каскадах услительные элементы в режиме (классе В или С) с углом отсечки 60–90°. В качестве активных усилительных элементов на данных частотах и мощностях во всех каскадах будут использоваться транзисторы. Так как не задан тип антенны то, зададим$ся входным сопротивлением антенны 50 Ом (полуволновый вибратор).

Выбор структурной схемы передатчика.

Передатчик возможно построить по нескольким структурным схемам. Разберём воможные варианты:

Вариант 1.

Достоинства данного варианта: Высокая стабильность частоты, простота обеспечения работы квар$цевого генератора на первой гармонике кварцевого резонатора возможность обеспечения высокого КПД выходного каскада.

$Недостатки: Много каскадов, низкая надёжность, высокая потребляемая мощность и высокая стоимость, а также высокая сложность схемы.

Вариант 2.

Достоинства: Высокая стабильность частоты, меньшее число каскадов(чем в вар.1).

Недостатки: Сложность обеспечения в каждом каскаде противоречивых требований к усилительным и умножительным каскадам, высокие внеполосные излучения, низкий Рвых и КПД оконечного каскада.

Вариант 3.

Достоинства: Простота схемы и связанная с этим высокая $надёжность и низкая стоимость системы, минимальное, из выше рассмотренных схем, энергопотребление, возможность обеспечения высокого КПД выходного каскада.

Недостатки: Повышенная нестабильность частоты задающего генератора, что не имеет большого значения.

Из предложенных схем реализации передатчика выбираем вариант 3 с некоторыми конструктивными особенностями, перечисленными ниже:

a) В качестве задающего генератора выбираем$ индуктивную трёхточку, так как ёмкостная трёхточка, хоть и обладает повышенной стабильностью частоты по сравнению с индуктивной трёхточкой, но на данных частотах является труднореализуемой, что обусловлено инерционным характером транзистора и характером реактивных эквивалентных проводимостей транзистора АГ.

b) Расчёт электрического реж$има транзисторного автогенератора ведётся на основе модели инерционного транзистора, при этом для АГ необходимо выбрать транзистор с граничной частотой, большей, чем рабочая частота РПУ

c) Расчёт электрического режима транзисторного усилителя мощности (ГВВ) будем вести на основе модели мощного ВЧ — тра$нзистора для чего необходимо использовать транзисторы с граничной частотой, большей, чем удвоенная рабочая частота РДПУ.

d) В один из каскадов передатчика необходимо ввести 100% АИМ (Амплитудно импульсную модуляцию).

e) Между всеми усилительными и генераторными каскадами необходимо использовать согласуующие цепи для согласования активных импедансов.

f) При изменении угла отсечки активных элементов меня$ются выходная мощность, КПД и коэфициент усиления по мощности каскадов. Исходя из их оптимального соотношения для реализации данного передатчика вы$берем угол отсечки всех усилительных каскадов (ГВВ) равным 90°. Угол отсечки транзистора АГ расчитывается исходя из его режима.

g) Выбираем схему включения транзисторов всех усилительных каскадов (ГВВ), как каскады с общим эмиттером (ОЭ), так как на данных частотах каскад ОЭ даст больший коэфициент усиления по мощности чем ОБ, при условии использования транзисторов с граничной частотой, большей, чем удвоенная рабочая частота РДПУ.

Выбор схемы включения модуляции.

Так как требуется реализовать 100% АИМ, то выгодно использовать не сложные АМ — модулят$орные каскады, а непосредственно управлять модуляторным каскадом изменением его напряжения питания от 0 до Uпит, при этом отпадает необходимость расчёта модуляционного предкоррек$тора.

Возможно использование нескольких вариантов включения модуляции:

Вариант 1.

Модуляция в задающем генераторе.

Недостатки: повышенная нестабильность работы генератора и внеполосные излучения во время переходных процессов, а также сложность расчёта и управления АГ.

Вариант 2.

Модуляция в ок$онечном каскаде.

Недостатки: большой коммутируемый ток и внеполосные излучения во время переходных процессов.

Вариант 3.

Модуляция в предоконечном каскаде.

Достоинства: нет недостатков присущих предыдущим вариантам.

Недостатки: есть недостатки не присущие предыдущим вариантам.

Так как в режиме В или С варианты 2 и 3 будут иметь аналогичное действие, выбираем вариант 3.

Выбор согласующих цепей.

Распространёнными согласующими цепями для согласования активных импедансов транзисторов являются шесть разновидностей цепей: П-образная, модифицированная П-образная, Г- образная, модифицированная Г-обра$зная, Т-образная, парралельный фильтр-пробка.

Из них выбираем модифицированную П-образную, как удовлетворяющую условию её реализации, а также обеспечивающую улучшенное подавление высших гармоник излучения.

Радиопередающие устройства

Радиопередающие устройства$

Радиопередающие устройства

Рис 3 Принципиальная схема оконечного каскада

Радиопередающие устройства

Радиопередающие устройства$

Радиопередающие устройства

Радиопередающие устройства

Рис 2 Принципиальная схема предоконечного каскада

Радиопередающие устройства$

Радиопередающие устройства$

Радиопередающие устройства

Радиопередающие устройства

Радиопередающие устройства

Рис 1 Принципиальная схема задающего генератора

Радиопередающие устройства$

Список литературы.

1. “Методические указания к курсовому проектированию радиопередающих устройств.” Давыдова Н. С.

2. Р.А.Грановская “Расчет каскадов радиопередающих устройств” (Расчет режимов работы транзисторов генераторных каскадов) Учебное пособие Издательство МАИ , 1993

3. “Проектирование радиопередающих устрой$ств СВЧ” Под ред. Г.М.Уткина Москва Советское радио 1979 Шифр 621.396.6(075) П-791

4. “Расчет усилительных устройств” Учебное пособие Под ред. Ю.Т.Давыдова Изд. МАИ , 1993 Шифр 621.37(075) Р-248

Post Comment