ugfs_k1 (Пример курсового проекта. Данный пример рекомендуется взять за основу при выполнении курсового проекта)

СОДК РЖАНИЕ. 1. Задание. 2. Введение 3. Расчетная часть 3.1. Расчет УМЗ 3.2. Расчет УМ2 3.3. Расчет УМ1 3.4. Расчет полосового фильтра 3.5, Расчет умножителя частоты 3.6. Расчет кварцевого автогенератора 4. Список литературы 3 стр. 4 стр. 6 стр. 8 стр. 12 стр. 16 стр. 20 стр. 21 стр. 25 стр. 1. Задание. Целью данной работы, является расчет связного транзисторного передатчика и построение принципиальной схемы. Исходные данные для расчета: 1. Р„=1О Вт; 2. ~, =50„.56 МП~; 3.

Частотная модуляция; 2. Введение. Радиопередающее устройство является важным элементом радиотехнических систем различного назначения. Радиопередающие устройства (передатчики) предназначены для формирования колебаний несущей частоты, модуляции их по закону передаваемого сообщения и излучения полученного радиосигнала в пространство. Передатчики классифицируются по назначению, диапазону рабочих частот (длин волн)„излучаемой мощности, виду модуляции и условиям эксплуатации.

По назначению передатчики делятся на вещательные (радиовещательные, телевизионные), связные, радиолокационные, навигационные, телеметрические и др. По диапазону рабочих частот современные передатчики делятся в соответствии с классификационной таблицей диапазонов радиоволн и частот. По средней излучаемой' мощности передаваемых радиосигналов различают передатчики очень малой (менее 3 Вт), малой (3...100 Вт), средней (0,1...10 кВт), большой (10... 100 кВт) и сверхбольшой (более 100 кВт) мощности. По виду модуляции сигнала передатчики делятся на устройства с амплитудной, амплитудной балансной и однополосной, частотной, фазовой, импульсной, импульсно-кодовой и другими видами модуляции.

По условиям эксплуатации различают стационарные, бортовые (космические, корабельные, самолетные, автомобильные и др.) и переносные (портативные) передатчики. К основным параметрам передатчиков относятся: коэффициент полезного действия (КПД), нестабильность частоты несущего колебания, коэффициенты нелинейных и линейных искажений передаваемого сигнала и уровни внеполосного излучения. Коэффициент лолезного дейстеия передатчика определяется следующей формулой: где РА — средняя мощность, отдаваемая в антенну; Рр — мощность, потребляемая устройством от всех источников питания. Оестабильноси~ь частоты — важнейший параметр, без учета которого не мо- жет быть обеспечена надежная работа любого радиоканала. Передатчик вносит искажения в полезный сигнал.

Искажения возникают в процессе модуляции, усиления и прохождения сигнала через различные цепи передатчика и линии связи. Все это приводит к искажениям или потере части информации на приемной стороне радиотехнической системы. Наличие в передатчике нелинейных и параметрических цепей обусловливает появление нелинейных искажений передаваемых радиосигналов, Возникающие при этом высшие гармоники радиосигнала излучаются передающей антенной в пространство.

Побочные излучения в виде высших гармоник попадают в рабочий частотный диапазон других радиотехнических систем и создают им помехи в работе. Кроме нелинейных искажений, в передатчике возникают и линейные искажения. Линейные искажения влияют на качество передачи только в своем канале. 3.

Расчетная часть. Проведем предварительный расчет и разработаем структурную схему связного транзисторного передатчика. В соответствии с ТЗ, мощность в антенне Р„= 10 Вт Ь,й, Примем КПД каждого УМ д= 0,5 и коэффициент усиления К ж10. с<~Х~ Ь 7 ~ ~> М~ Для обеспечения требуемой мощности в антенне, решено использовать 3 ' 1'Ъ каскада усиления (УМ1, УМ2, УМЗ) с параметрами: 10 Р> .1 20 Вл выхЗ Ч Р„, 20 К 10 з Ч > '> Р»ы>2 К 10 0,4 Р = — '= — >=0,8 Вт вьи1 > > Р, = — '' = — '=0„08 Вт Р,, 0,8 К 10 Перед УМ1 устанавливается полосовой фильтр.

На вход полосового фильтра нагружен ПР. Примем КПД д, = 0,5 и К„=10, =0,016 Вт 0,08 0,5 ° 10 К ПР подключены ПАГ и КАГ с умножителем частоты. Коэффициент переда- чи умножителя на 3, определим по формуле: 2 хЗ 2 где Л и — номер усиливаемой гармоники. К „, ж10 —,=2 2 В передатчике применен высокостабильный, — = 5 10 ~ Ч, КАГ выдающий сигнал на рабочей частоте 1б,бб МГц. Мощность в нагрузке Р„= 1б аозт Рис.

1 Структурная схема передатчика. В соответствии с полученной структурной схемой (рис. 1) и ее параметрами, построим электрическую принципиальную схему связного транзисторного передатчика и рассчитаем параметры ее элементов. Электрическая принципиальная схема связного транзисторного передатчика приведена на рис, 2. 3.1. Расчет УМЗ. Для узкодиапазонного генератора рабочая частота определяется по формуле: Г' =,Я К = /50 56 = 52,9 МГ'Ц, где Г„, Е, — нижняя и верхняя частоты диапазона. Исходные данные для расчета: Р' =52,9 МГн 1еыхЗ Ь", = Р"„=26 В Л, =50 Ом В качестве активного элемента усилителя мощности УМЗ выбран биполярный транзистор КТ922В.

Справочные данные на КТ922В необходимые для проведения расчета: ~ о~~.с~~ ~с~ ~.-г 91~й, к щах К,, =ЗОО МП~ г =05 Ол У =65 В С,о =700 пФ 1., =0,9 нУн Г„.,„=9 А С, =180 пФ г„„, =0,9 Ом Ь', =065 Выбираем критический режим работы, Примем угол отсечки д = 90', Параметры, определяющие свойства эквивалентной схемы входной цепи транзисто- коэффициент: гр+~э 6>28 ЗОО 10 0,9 10 у 0,5 активное сопротивление: 1,05 *0,52 К„.а, 'ЛЯ Л1 > =26 0,5+0,5 1- ', =22,988 В 0,52. 26 У.,=Е, 05+05.

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока: 7 — ""з — — 174 А У, 22,988 Требуемое сопротивление коллекторной нагрузки: иЗ У 22,988 1ц 1,74 Постоянная составляющая коллекторного тока: ~~о— У, 1,74 д, 1,49 Мощность, потребляемая по коллекторной цепи: 1',, = 1д Е, = 1,168 26 = 30,362 Вт Мощность, рассеиваемая на коллекторе: У'„. = 1',„Π— Р',, =30,362 — 20 =10,362 Вт Величина КПД по коллекторной цепи: Р,, 20 выхз 0 659 Х'„30,362 Крутизна по эмиттерному переходу: о„= в, *С, =6,28.300 10' 700 10 " =1,32— Требуемая амплитуда напряжения на входе транзистора; У„,,„, — "' — ' — 2,564 В Я„(1-созд) р, 1,32 0,51 Требуемая мощность возбуждения: где К„= 1,05 определен по графику с учетом поправочного коэффициента. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе: 1 Иа,, 2,564' — 1,496 В,п 2 г 2 2,196 Коэффициент усиления по мощности: д' вью з Р,з 20 Р, 1,496 Расчет выходной согласующей цепи: хск = ' — 309 Ом 13,212 — 10, 13„212 5 Л„ 50 67 — — 1+ — -1 =21, К07 О С27 1 1 291,752 пФ а~~ '~с~7 6 28'529'10 '10309 С28 — — — 180,465 пФ 1 1 6~28' 52~9 ' 10 ' 16~667 И7- "' = ', — 64,389 ЦГн 21,407 10б Ло выбирается из условия ~0,2 ...0,51Я„,„, где Я;„— меньшее сопротивление из Я„,=13,212 Ом и Я~=50 Ом.

Принимаем Яд=5 Ом, 3.2. Расчет УМ2. Исходные данные для расчета: Р; =52,9 М1"у Р 3 1,496 Р = — з= — *=2,992 Вт вих2 Е„=16 В В качестве активного элемента усилителя мощности УМ2 выбран биполярный транзистор КТ922Б. Справочные данные на КТ922Б необходимые для проведения расчета: Р =20 Вт 1"'. =300 МП~ г =1Ом У„=65 В С, =350 пФ У., =1,1 иХ'и 1,,„=45 А С,„. =90 пФ г„„, =1,5 Ом К, =065 Параметры, определяющие свойства эквивалентной схемы входной цепи транзисто- ра: коэффициент: ю, +~, 6,28 300 10" 1,1 ° 10 9 1 активное сопротивление: а =1 3,073 =3,073 Ом постоянная времени при открытом эмиттерном переходе: т,„= г,, С, = 3,073 350 10 " = 1,076 нс постоянная времени при закрытом эмиттерном переходе: =14,836 В = 16 0,5+0,5.

0,5+0,5. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока: У~, ' 2 ' — 0403А У 14,836 Требуемое сопротивление коллекторной нагрузки; ~„г = — "' = -36,774 ©~~ У, 14,836 У„О,403 Постоянная составляющая коллекторного тока: 1,.0 = — "= — '=0,27 А 1„0,403 1,49 Мощность, потребляемая по коллекторной цепи: Р„, = 1„, . Е, = 0,27. 16 = 4,332 Вт Мощность, рассеиваемая на коллекторе: Р, = Р„„— Р„ы — — 4,332-2,992 =1,339 Вт Величина КЛД по коллекторной цепи: Р„, 2,992 — О 69 Р 4,332 Крутизна по эмиттерному переходу: Я„= о, .С„=б,28 300 10' 350.10 "=0,66— 1„~ 0,403 — 1,153 В Я„(1 — созд) ~р, 0,66 0,53 Требуемая мощность возбуждения: Р 1 б.зов 1~153 0 216 В 2 убО 2 3,073 Коэффициент усиления по мощности: Требуемая амплитуда напряжения на входе транзистора: 3.3.

Расчет УМ1. Исходные данные для расчета: Р", =52,9 М1ц Р„, = — '= * =0,43 Вт Р, 0,216 ц 0,5 Е„=14 В В качестве активного элемента усилителя мощности УМ1 выбран биполярный транзистор КТ922А, Справочные данные на КТ922А необходимые для проведения расчета: Р, =5 Вт Г =300 МГи г,. =2 Ом У =65 В С, =100 пФ Л, =1,7 лХ'и У„,„,„=О,З А С, =30 пФ г,=3 Ом Параметры, определяющие свойства эквивалентной схемы входной цепи транзисто- ра: коэффициент; в., +~., 6,28 300.10 .1,7.10 б 2 активное сопротивление: г„= ~;. и, = 2. 2,602 = 5,204 Ом постоянная времени при открытом эмиттерном переходе: т =г С =5204 100 10 "=052 нс постоянная времени при закрытом эмиттериом переходе: = 14 0,5+ 0,5. И „=Е 0,5+0,5* Амплитуда первой гармоники коллекторного тока: 2 Р,„„1 2. 0,432 У„13,627 Требуемое сопротивление коллекторной нагрузки: И„= ~ = ' = 214,708 Ом Уд 0,063 Постоянная составляющая коллекторного тока: ХАΠ— — Ф1 = — *= 0,041 А 0,063 1,53 Мощность, потребляемая по коллекторной цепи; РА0— - у„, ЕИ -— 0,041 14=0,581 Вт Мощность, рассеиваемая на коллекторе: Р, = Є— Р,, = 0,581 — 0,432 = 0,149 Вт Величина КПД по коллекторной цепи: Р„, 0,432 д= — "' = — '=0,744 Р„0,581 Крутизна по эмиттерному переходу: о„=в, С„, =6,28 300 10' 100 10 ' =0,19— 1У вЂ” ~! — ' — 0651 В Б„~1 — сов 0) щ 0,19.0,517 Требуемая мощность возбуждения: Р ж ~к 0651 0041 Ви 2 г 2 5204 Коэффициент усиления по мощности: Требуемая амплитуда напряжения на входе транзистора: 3.4.