Разработка принципиальной электрической схемы AM передатчика и расчет ВЧ генератора на транзисторе
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
полевые транзисторы, а иногда и генераторные диоды (лавинно - пролетные, диоды Ганна).
Усилитель мощности (ОК)
Усилитель мощности (УМ) - один из основных каскадов РП; он
предназначен для усиления мощности высокочастотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых в задающем автогенераторе, путём преобразования энергии постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний. Следовательно, в состав УМ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Эти элементы называют активными элементами (АЭ). В качестве АЭ в РП наиболее часто применяют биполярные и полевые транзисторы, иногда генераторные диоды.
АФУ
Радиосигнал от оконечного каскада поступает на антенно-фидерное устройство (АФУ), которое настраивается на частоту, передаваемого радиосигнала и далее через антенну транслирует передаваемое сообщение.
Описание прохождения сигнала в РПУ
Задающий генератор вырабатывает высокочастотные колебания в заданном режиме. В нём происходит преобразование энергии источника постоянного тока в энергию высокочастотных и сверхвысокочастотных колебаний необходимых для осуществления модуляции. Основными параметрами работы задающего генератора являются: мощность автоколебаний с нагрузкой, диапазон частот или значение фиксированной частоты. Затем сигнал попадает на умножительный каскад, в нашем случае (пятикратный), который увеличивает частоту сигнала возбудителя в пять раз. Далее - сигнал поступает на предварительный усилитель, который усиливает высокочастотный сигнал по мощности для нормальной его передачи в предоконечный каскад.
Звуковое сообщение попадает на микрофон, где оно преобразуется в электрический низкочастотный сигнал. Потом он усиливается в усилительном каскаде до уровня необходимого для его дальнейшей обработки и нормальной работы последующих каскадов.
После усилителя звуковой частоты сигнал поступает на амплитудный модулятор, где он модулируется и поступает на оконечный каскад (оконечный усилитель). Радиосигнал от оконечного каскада поступает на фильтр ФНЧ, фильтруется от гармонических колебаний и далее поступает на антенно-фидерное устройство (АФУ), которое настраивается на частоту передаваемого радиосигнала и через антенну транслирует передаваемое сообщение.
Расчетная часть
Задающий генератор
Рис. 1
R1, R2 - определяют смещение или рабочей точки режима транзистора. Эти резисторы образуют делитель напряжения и выбираются из следующих условий:
1.Ток через делитель должен быть больше как минимум на порядок тока базы (в 10 раз).
2.В генераторных каскадах соответственно от одного до нескольких десятков мА, поэтому ток делителя выбирают порядка 1 мА.
При напряжении делителя порядка 7В, общее сопротивление делителя, то есть (R1+R2) - должно быть равно около 7 кОм Выбираем 10 кОм, тогда для получения цепи базы порядка 0,7В (напряжение смещения, для нормальной работы автогенератора).
R1+R2=10 кОм
Следовательно, R1=9,1 кОм; R2=1 кОм
L1, C1 - колебательный контур частот который совпадает с резонансной частотой кварцевого резонатора ZQ и образует фильтр, для получения высокой точности и стабильности частоты генераторных колебаний в генераторе.
Рассчитаем LC фильтр
1.?=Ссвета/ ?зг = 3*108/7*106=43 (м)
С=(2..3)?[пФ]
2.С1=2*43=86 (пФ)
3.L=1/(2?)2*?2*С=1/39,5*49*1012*86*10-12=6 (мкГн)
Таблица №1.
ЭлементНоминалЕдиница измеренияR19,1кОмR21кОмR3240ОмC186пФC210пФC31500пФL16мкГнL2200мкГн
Умножитель частоты
Рис. 2
R4, R5 - цепь смещения устанавливает рабочую точку (см R1, R2).
R6, C5 - RC фильтр, стабилизация рабочей точки
Контур С4, L3 - выделяет первую гармонику
Расчет контура
1.?=Ссвета/ ?зг =43 м
С=(2..3)?[пФ]
2.С4=3*43=129 пФ
3.L3=1/39,5*49*1012*129*10-12=4 мкГн
Таблица №2.
ЭлементНоминалЕдиница измеренияR49,1кОмR5240ОмR651ОмC4129пФC56800мкФL34мкГн
Предварительный усилитель мощности
Рис. 3
R7, C8 - фильтр развязывающий.
Защищает от обратного прохождения СВЧ.
Остальные элементы аналогичны предыдущим каскадам
Расчет LC контура
? =43 (м)
С=(2..3)?[м]
С7=3,5*43=150 (пФ) т.к. С7 должно быть
С9=3,7*43=159 (пФ) немного меньше С9 по условию
L4=1/39,5*49*1012*155*10-12=4 (мкГн)
Таблица №3.
ЭлементНоминалЕдиница измеренияС61500пФС7150пФС810пФС9159пФС106800мкФR7240ОмR89,1кОмR9240ОмR1051ОмL44мкГнL5200мкГн
Предоконечный усилитель мощности
Рис. 4
Таблица №4
ЭлементНоминалЕдиница измеренияС171500пФС1995пФС20100пФL62мкГнL7100мкГнL8200мкГн
Оконечный каскад
Таблица №6
ЭлементНоминалЕдиница измеренияС271500пФС2895пФС29100пФL92мкГнL10100мкГн
Расчет оконечного каскада АФУ (выходного контура)
1.?р=Ссвета/ ?р = 3*108/14*106=21,4 (м)
2.L10=1/39,5*196*1012*86*10-12=15*10-6 (мкГн)
3.Zв=\/ L/C= \/ 15*10-6/86*10-12=170 (кОм)
4.Q= Zв/rn, где (сопротивление потерь) rn = (2..3) Ом
Q=170/3=57
5.Rн=Q*Zв=57*170=9,7 (кОм)
6.Р/Р1=9,7*103/75=129 (отн. ед.)
Таблица №6
ЭлементНоминалЕдиница измеренияС301500пФС3186пФС32129пФL106мкГн
Безопасность труда при техническом обслуживании, ремонте и регулировки БРЭА
При техническом обслуживании, ремонте и регулировки БРЭА радиомеханик должен быть в одежде с длинными рукавами, халате или нарукавниках. Необходимо пользоваться инструментами с изолированными ручками.
До проверки и ремонта нужно убедитс