Проектирование передатчика для радиотелефона
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ность, тем сложнее реализовать катушку индуктивности. Поэтому зададимся вполне реальным значением .
В соответствии с [4] КПД такого П-контура расiитывается следующим образом:
или
Нагруженная добротность: .
Коэффициент фильтрации: , где n - номер гармоники выходного тока.
При подстановке получаем соответственно коэффициенты фильтрации для гармоник: , , , чего явно не достаточно по всем гармоникам, т.к. по условию уровень побочных составляющих не должен превышать 2,5 мкВт, что означает их ослабление как минимум на . В нашем случае самая низкая фильтрация у второй гармоники, поэтому необходимо использовать дополнительные фильтрующие цепи до тех пор, пока фильтрация по току второй гармоники не достигнет требуемого значения.
В [1] для обеспечения требуемой фильтрации предлагается параллельно нагрузке включать дополнительные последовательные LC контуры. Т.к. последовательный колебательный контур для тока n-й гармоники, на которую он настроен, представляет нулевое сопротивление, то весь ток этой гармоники потечет через контур, минуя нагрузку. Следовательно, для n-й гармоники будет обеспечена высокая фильтрация. Однако в нашем случае таких контуров придется ставить несколько, каждый для своей гармоники, что не выгодно в экономическом плане. Рациональней будет применить здесь еще один симметричный П-контур, включенный последовательно с предыдущим. Он обеспечит повышение фильтрации одновременно на всех гармониках. Входное и выходное сопротивление контура должно быть равно сопротивлению нагрузки Rн для обеспечения нужного согласования.
Параметр .
Характеристическое сопротивление цепи .
Т.к. цепь симметричная, то .
Величины емкостей и индуктивности:
.
Расiитаем коэффициент фильтрации цепи. Пусть добротность катушки индуктивности будет такая же, как и в первом контуре .
КПД контура:
Нагруженная добротность: .
Коэффициент фильтрации: , где n - номер гармоники выходного тока.
При подстановке получаем соответственно коэффициенты фильтрации для гармоник: , , .
Теперь посмотрим, хватает ли фильтрации для второй гармоники, для которой она самая низкая. Для этого сложим коэффициенты фильтрации в дБ от первого и второго контуров: . Как видно, не хватило всего 5,4 дБ. Придется поставить еще один П-контур. Величины его элементов будут такими же, как и у второго контура: , . При добротности катушки КПД контура , нагруженная добротность: , а коэффициенты фильтрации для гармоник: , , . Теперь общая фильтрация по второй гармонике составляет , чего хватает с запасом.
Для уменьшения количества элементов согласующей цепи можно объединить параллельно включенные конденсаторы С2 и С3 , С4 и С5 :
Итак, выходная цепь согласования состоит из трех конструктивно объединенных П-контуров и обеспечивает ослабление побочных гармоник в 81,9 дБ (рис.3.3).
Рис.3.3. Выходная цепь согласования
Общий КПД цепи: . Учитывая, что мощность, обеспечиваемая выходным каскадом, осталась такой же, что и при раiете структурной схемы, и КПД выходной ЦС остался таким же, получим мощность в нагрузке: , что и требуется по заданию.
. Выбор стандартных элементов
Для практической реализации передатчика необходимо выбрать стандартные элементы цепей согласования и цепей питания по рядам стандартных значений емкостей и сопротивлений. Индуктивности стандартизации не подлежат. В пределах данной работы выберем стандартные величины элементов выходного каскада и выходной цепи согласования. Выходной каскад
Для выбора резистора необходимо знать величину его сопротивления и рассеваемую мощность. Определим последний параметр: (ближайшее стандартное значение ). При выборе конденсатора необходимо знать величину его емкости и напряжение на нем. Напряжение на конденсаторе Сэ равно напряжению на резисторе Rэ и равно . Напряжение на конденсаторе Сбл равно напряжению источника питания . Напряжения на разделительных конденсаторах: , .
Раiетные и стандартные величины сведены в табл.4.1.
Таблица 4.1
ЭлементРаiетное значениеСтандартное значениеТипНоминалНапряжение на элементе или рассеиваемая мощностьНоминалНоминальное напряжение или мощностьRэ1,41 Ом0,06 Вт1,5 Ом0,125 ВтМЛТ-0,125 - 1,5 Ом 5%Сэ120 нФ0,3 В120 нФ3 ВК10У-5 0,12 мкФ х 3 В 5%Сбл3,1 нФ28 В3 нФ40 ВК10-17 3000 пФ х 40 В 5%Ср131,5 нФ2,8 В30 нФ4 ВК10У-5 30000 пФ х 4 В 5%Ср23,4 нФ28 В3,3 нФ40 ВК10-17 3300 пФ х 40 В 5%
Номинальное значение сопротивления резистора выбрано по ряду Е6, а значения емкостей конденсаторов - по ряду Е24.
Выходная цепь согласования
Необходимо определить напряжения на конденсаторах. Постоянная составляющая тока в цепи отсутствует, т.к. в выходном каскаде стоит разделительный конденсатор. Выберем тогда напряжения конденсаторов с запасом по переменному напряжению. .
Таблица 4.2
ЭлементРаiетное значениеСтандартное значениеТипНоминалНапряжение на элементеНоминалНоминальное напряжениеС120,7 пФ8,6 В20 пФ16К10-23 20 пФ х 16 В 5%С2354,3 пФ8,6 В56 пФ16К10-23 56 пФ х 16 В 5%С4555,2 пФ8,6 В56 пФ16К10-23 56 пФ х 16 В 5%С627,6 пФ8,6 В27 пФ16К10-23 27 пФ х 16 В 5%
Значения емкостей выбраны по ряду Е24.
5. Конструктивный раiет катушки индуктивности
Для раiета выберем катушку L1 в выходной цепи согласования. Известны ее параметры: , . Выберем методику раiета, изложенную в [9], причем расiитывать будем исходя из известной добротности, т.е. расiитываемая катушка заранее