Разработка принципиальной электрической схемы AM передатчика и расчет ВЧ генератора на транзисторе
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
? волны, в которых электронный поток взаимодействует с электромагнитной системой распределённого типа, - были разработаны, что и позволило создавать СВЧ радиопередатчики. Мощность этих приборов непрерывно возрастала, достигнув нескольких киловатт в непрерывном режиме и мегаватт - в импульсном. Среди российских ученых у истоков этого направления стояли создатели новых типов СВЧ электронных приборов: Н.В. Алексеев, Д.Е. Маляров, В.Ф. Коваленко и др.
В настоящее время СВЧ электровакуумные приборы применяются в основном только в СВЧ радиопередатчиках повышенной мощности.
Четвёртый этап (с 1960 г. по настоящее) связан с созданием мощных ВЧ и СВЧ транзисторов. Первый транзистор, за который американским ученым Шокли, Бардину и Брайтену в 1956 г. присудили Нобелевскую премию по физике, был сделан в 1950 г. Однако первые транзисторы имели ограничения, как по частоте, так и по мощности. Только с созданием многоэмиттерных полупроводниковых структур оба ограничения были преодолены и появились возможностью в несколько десятков и даже сотен ватт, в том числе и в СВЧ диапазоне.
В настоящее время полупроводниковые радиопередатчики занимают доминирующее положение. Они имеют преимущества по сравнению с ламповыми по таким параметрам, как долговечность, надёжность, понижение напряжение питания, масса, габаритные размеры, технологичность изготовления.
Итак, большинство выпускаемых в настоящее время радиопередатчиков самого различного назначения являются транзисторными. Однако как в ВЧ, так и СВЧ диапазонах при повышенной мощности излучения по-прежнему находят применение и ламповые радиопередающие устройства.
Автогенератор (ЗГ)
Автогенератор или задающий генератор - это источник электромагнитных колебаний, колебания в котором возбуждаются самопроизвольно без внешнего воздействия. В радиопередатчиках автогенераторы применяются в основном в качестве каскадов, задающих несущую частоту колебаний. В зависимости от типа АЭ различают транзисторные и диодные автогенераторы. Идея создания транзисторного автогенератора основана на том, чтобы обеспечить режим транзистора приблизительно такой же, как в УМ. При этом на вход транзистора подаются колебания не от внешнего источника, а из собственного резонатора через цепь обратной связи.
Главное свойство резонатора - колебательный характер переходного процесса. Простейший резонатор - это колебательный контур.
Относительная нестабильность частоты ??/? автогенераторов, выполняемых на резонаторах в виде LC - контуров, менее 10-3тАж.10-4. Однако к современным радиопередатчикам предъявляют более высокие требования по стабильности частоты. Как правило, долговременная относительная нестабильность частоты должна быть не менее чем 10-6тАж.10-8, что можно обеспечить, применяя кварцевые резонаторы.
Умножитель частоты (УЧ)
Умножители частоты в структурной схеме радиопередатчика располагаются перед усилителями мощности ВЧ или СВЧ колебаний, повышая в требуемое число раз частоту сигнала возбудителя. Умножители частоты могут также входить в состав и самого возбудителя или синтезатора частот. Для входного и выходного сигнала умножителя запишем:
вх(t)=UвхCOS (?t+?1);вых(t)=UвыхCOS n (?t+?n)
Где n - коэффициент умножения частоты в целое число раз. Классификация умножителей частоты возможна по двум основным признакам: принципу действия, или способу реализации функции, и типу нелинейного элемента. По принципу действия умножители подразделяются на два вида: основанные на синхронизации частоты автогенератора внешним сигналом в n раз меньшим по частоте, и с применением нелинейного элемента, искажающего входной синусоидальный сигнал, и выделением из полученного многочастотного спектра требуемой гармоники.
Недостаток умножителей частоты первого вида состоит в сужении полосы синхронизма с увеличением номера гармоники n. У умножителей частоты второго вида уменьшается коэффициент преобразование Кпр с повышением п. Поэтому обычно ограничиваются значением n=2 или 3 и при необходимости включают последовательно несколько умножителей частоты, чередуя их с усилителями.
Промежуточный усилитель (ПУ)
В промежуточных усилителях на транзисторах в качестве нагрузки, кроме колебательных контуров, широко используются. П - образные фильтры нижних частот и высокочастотные трансформаторы на ферритовых сердечниках.
При использовании в качестве нагрузки колебательных контуров обычно применяют автотрансформаторную индуктивную или емкостную схему междукаскадных связей.
Наиболее удобны в наладке и более гибки индуктивная и автотрансформаторная схемы.
Ставится после умножителя частоты, для усиления слабого сигнала. Далее сигнал идёт на предоконечный усилитель мощности.
Предварительный усилитель мощности (Пред. У)
Предварительный усилитель мощности (ПУ) - один из основных каскадов радио передающих устройств (РП); он служит для усиления мощности высокочастотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых в задающем автогенераторе, путём преобразования энергии постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний. Следовательно, в состав ПУ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Эти элементы называют активными элементами (АЭ). В качестве АЭ в РП наиболее часто применяют биполярные и