Расчет радиопередающего устройства

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

Введение

В данной работе производится расчет радиопередающего устройства с частотной модуляцией. В задании предъявлены следующие требования к передатчику.

Вариант: 15

несущая частота:

полоса модулир. сигнала:

мощность в антенне:

относительная нестабильность несущей:

коэффициент нелинейных искажений:

коэффициент фильтрации:

1. Структурная схема

Выполнение предъявляемых к современному передатчику технических требований оказывается сложной задачей, тем более что некоторые из этих требований взаимно противоречивы. Для удовлетворения всех требований приходится использовать прием разделения функций между отдельными составными частями устройства так, чтобы каждая часть выполняла в полной мере свою задачу, в соответствии с установленными требованиями, и не мешала бы другим частям устройства столь же точно выполнять их функции.

Составленная таким образом схема дает возможность разработчику выбрать оптимальную структуру передатчика, определить количество составных частей и технические требования к ним. Проще говоря, структурная схема дает возможность увидеть устройство и принципы работы прибора уже на самом раннем этапе проектирования.

Структурная схема разрабатываемого передатчика приведена на рис 1.

Рис. 1 - Структурная схема ЧМ - передатчика

2. Предварительный расчет

.1 Оконечный каскад

Исходя из мощности в антенне , определяем мощность, которую должен выдать выбранный транзистор с учетом потерь в фидере и колебательной системе :

(2.1).

Таким образом на выходе оконечного каскада необходимо получить мощность

В усилительных каскадах передатчиков, чтобы исключить возможность самовозбуждения, обычно используют транзисторы, не имеющие большой запас по граничной частоте и рассеиваемой мощности. При выборе транзистора, чаще всего задаются следующими условиями:

(2.2), (2.3),

где - рабочая частота, - граничная частота передачи тока по схеме с общим эмиттером, - максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе, - выходная мощность, которую необходимо получить на данном каскаде.

Рис. 2 - Принципиальная схема оконечного каскада

В качестве активного элемента в выходном каскаде будем использовать кремневый эпитаксиально-планарный n-p-n транзистор КТ 931А. Можно выделить следующие его характеристики:

граничная частота

максимально допустимый ток базы

максимально допустимый ток коллектора

максимальное напряжение коллектор-эмиттер

емкость коллекторного перехода

постоянно рассеиваемая мощность

индуктивность эмиттерного вывода

статический коэффициент передачи по току

температура перехода .

Задаемся напряжением источника питания:

Выбираем

Ток первой гармоники определим следующим способом:

В усилительных каскадах для получения максимального КПД при максимальной мощности задаются углом отсечки ).Тогда амплитуда импульсов тока коллектора найдется, как

Учитывая, что коэффициент передачи по току на рабочей частоте равен

определим максимальный базовый ток:

По входной характеристике определяем крутизну по базовому переходу:

Крутизну по эмиттерному переходу находим по формуле:

Рис. 3 - Входная характеристика

Теперь найдем ряд интересующих нас сопротивлений:

сопротивление эмиттерного перехода:

сопротивление рекомбинации:

омическое сопротивление базы:

Далее определим характерные для этого транзистора частоты:

граничная частота по крутизне

Для того, чтобы окончательно удостовериться в правильности выбора транзистора, проверим условие (*)

Рис. 4 - Проверка транзистора

Как видно из рис.4, условие (*) выполняется.

где

Тогда коэффициент усиления по мощности найдем по формуле:

Следовательно, мощность, которую необходимо подать на вход этого каскада, составляет:

Тогда на выходе предоконечого каскада должна быть получена мощность:

Предварительный расчет остальных каскадов осуществляется аналогично.

2.2 Предоконечный каскад

Как видно из предыдущего пункта, предоконечный каскад должен развивать выходную мощность в . Схема предоконечого каскада приведена на рис. 5.

Рис. 5 - Принципиальная схема предоконечого каскада

В качестве активного элемента в предоконечном каскаде будем использовать кремневый эпитаксиально-планарный n-p-n транзистор КТ 922Б. Можно выделить следующие его характеристики: