Проектирование передатчика для радиотелефона
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Министерство образования и науки Российской Федерации
Новосибирский государственный технический университет
Кафедра радиоприемных и радиопередающих устройств
Курсовая работа по дисциплине
Устройства генерирования и формирования сигналов
Содержание
Введение
1. Разработка структурной схемы радиопередатчика
2. Раiет режима работы выходного каскада
3. Раiет цепей согласования
4. Выбор стандартных элементов
5. Конструктивный раiет катушки индуктивности
6. Требования к синтезатору частот
7. Требования к источнику питания
Заключение
Список литературы
Введение
Радиопередающие устройства представляют собой сложную систему, предназначенную для формирования радиосигналов в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источник питания, устройства охлаждения и защиты.
Назначение радиопередатчика во многом определяет его технические и конструктивные особенности. В данной работе рассматривается передатчик метрового диапазона волн, предназначенный для использования в носимой трубке радиотелефона. Относительно небольшой радиус действия радиотелефона позволяет использовать в нем передатчик небольшой мощности. Малые габариты и вес трубки предполагают использование компактного монтажа и как можно меньшего количества функциональных элементов. Вид передаваемой информации (в основном это речь) позволяет использовать узкую полосу частот.
Аналогом разрабатываемого радиопередатчика является передатчик радиотелефона SENAO SN-739. Он представляет собой базовую станцию с выносной антенной, питающуюся от сети 220 В, и носимую трубку с телескопической антенной, питающуюся от аккумуляторной батареи, и обеспечивает дальность связи до 30 км на открытой местности и до 18 км в городе. Радиотелефон имеет следующие функциональные возможности: интерком база-трубка (дуплекс), память на 10 номеров, трехсторонняя конференция, встроенное устройство шумоподавления, 512 кодов доступа для защиты от пиратов, функции hold и flash, выбор тональный/импульсный набор, переадресация вызова на трубку и др.
1. Разработка структурной схемы радиопередатчика
Структурная схема радиопередатчика строится на основании предъявляемых к нему требований. Т.к. требования к стабильности частоты достаточно высоки, то необходимо использовать многокаскадную схему. Исходными данными для раiета являются мощность в полезной нагрузке Р~н и рабочий диапазон частот .
Раiет начнем с выходного каскада усилителя мощности (УМ). Требуемую мощность в нагрузке в заданной полосе частот способен обеспечить транзисторный УМ. Для согласования комплексного выходного сопротивления оконечного каскада УМ с активным сопротивлением нагрузки, а также для обеспечения требуемой фильтрации гармоник выходного тока в качестве нагрузки в выходной цепи транзистора используем цепь согласования ЦСвых. Выходная цепь согласования должна обеспечивать как можно меньшие потери полезной мощности, которые характеризуются коэффициентом полезного действия (КПД) цепи. В соответствии с рекомендациями [1] и [2] примем КПД выходной цепи согласования . Тогда мощность, требуемая от выходного каскада УМ, должна быть несколько выше мощности в нагрузке: , где - колебательная мощность, требуемая от активного элемента выходного каскада (ВК) радиопередатчика.
Однако транзистор в выходной каскад следует выбирать с учетом производственного запаса по мощности, характеризуемого коэффициентом , и вида модуляции, характеризуемого коэффициентом k. При частотной модуляции . Тогда мощность транзистора должна удовлетворять следующему условию:
Кроме того транзистор должен иметь граничную частоту, превышающую рабочую, но не более, чем в 3тАж5 раз, т.к. при этом ухудшается устойчивость усилителя из-за большого коэффициента усиления по мощности. Рабочую частоту передатчика выберем на середине рабочего диапазона чатот: . Т.к. частота не очень высокая (метровый диапазон волн), то транзисторы каскадов УМ будем включать по схеме с общим эмиттером (ОЭ).
Используя справочные данные транзисторов, представленные в [4], [5] и [6], выберем транзистор, удовлетворяющий заданным требованиям по мощности и частоте.
Транзистор КТ904А имеет граничную частоту 500 МГц, предельно допустимую мощность 5 Вт и коэффициент усиления по мощности на частоте при напряжении коллекторного питания и при выходной мощности .
Расiитаем коэффициент передачи по мощности выходного каскада передатчика (в пределах раiета структурной схемы) для определения мощности, подаваемой на вход каскада. Предварительный раiет показал, что при типовом значении напряжения питания коэффициент передачи по мощности получается недозволительно большим (>30), а, учитывая, что транзистор достаточно высокочастотный (граничная частота более, чем в три раза превышает рабочую), такое большое усиление может привести к самовозбуждению выходного каскада, т.е. он будет очень неустойчив в этом смысле.
Для снижения коэффициента усиления до рекомендуемого (наприемр, в [4]) зна