Расчет ступени коротковолнового передатчика с амплитудной модуляцией
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Рассчитать оконечную ступень коротковолнового передатчика с амплитудной модуляцией, пояснить назначение всех элементов схемы передатчика (см. Приложения).
Рабочая частота - 6 МГц
Подавление гармоник - не хуже 40 дБ
Волновое сопротивление фидера
ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работе производится расчёт оконечной ступени коротковолнового передатчика с амплитудной модуляцией.
В соответствии с ГОСТом модуляцией называется процесс изменения одного или нескольких параметров несущего радиочастотного колебания в соответствии с изменением параметров передаваемого (модулирующего) сигнала. Модулирующим является информационный сигнал. При амплитудной модуляции в соответствии с информационным сигналом изменяется амплитуда высокочастотного (несущего) колебания.
В настоящее время амплитудная модуляция (АМ) применяется в радиовещании на длинных, средних и коротких волнах, в телевидении для передачи видеосигнала.
В схеме выполнена коллекторная модуляция. Такой вид модуляции применяется в мощных радиопередатчиках, так как имеет лучшие энергетические характеристики в сравнении с модуляцией смещением.
При данном виде модуляции одновременно обеспечиваются достаточные линейность статической модуляционной характеристики (при глубине модуляции m?1) и высокий КПД на всем интервале изменений АМ колебаний (поскольку сохраняется близкий к критическому режиму работы транзистора), а также относительно малая амплитудно-фазовая конверсия (АФК).
При коллекторной модуляции коэффициент полезного действия генератора в режиме молчания вдвое выше, чем при модуляции смещением. В этом состоит основное преимущество коллекторной модуляции.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПЕРЕДАТЧИКА
Составим структурную схему коротковолнового передатчика с амплитудной модуляцией (рис. 1).
Рис. 1 - Структурная схема передатчика
Сигнал с микрофона поступает на мощный усилитель низкой частоты (МУНЧ), который состоит из трёх усилительных каскадов.
Напряжение с модулятора подается на ОК передатчика. Часть модулирующего напряжения подаётся на предоконечный каскад, осуществляющего подмодуляцию. Введение коллекторной подмодуляции в предоконечном каскаде увеличивает мгновенное напряжение питания на коллекторе и позволяет снимать с транзистора большую мощность при больших КПД и коэффициенте передачи по мощности, а также обеспечивается высокая линейность модуляционной характеристики и уменьшается АФК.
В качестве задающего генератора в данной схеме использован кварцевый автогенератор. Сигнал с АГ усиливается, модулируется (в предоконечном каскаде) и подается на ОК, осуществляющий основную модуляцию. Затем сигнал через согласующее устройство и фильтр нижних частот поступает в антенну.
РАСЧЕТ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА ПЕРЕДАТЧИКА
Выбор биполярного транзистора
Для выбора транзистора необходимо руководствоваться следующими параметрами:
необходимая мощность;
диапазон рабочих частот;
наименьшее сопротивление насыщения rНАС (чем меньше его величина, тем меньше остаточное напряжение в граничном режиме и выше КПД генератора);
большие значения , для обеспечения большого коэффициента усиления по мощности.
В задании на курсовое проектирование указывается колебательная мощность на входе фидера, соединяющего передатчик с антенной - РФ. Но между фидерным разъемом и коллекторной цепью транзистора стоит цепь связи, трансформирующая сопротивление фидера и ослабляющая внеполосные излучения передатчика. На сопротивлениях потерь элементов цепи связи бесполезно теряется часть колебательной мощности, генерируемой транзистором. Для оценки мощности Р1, которую должен отдавать транзистор, следует задаться величиной КПД цепи связи:
В зависимости от схемы цепи согласования, мощности и рабочей частоты передатчика величина ?цс = 0,7 ... 0,9. Относительно большие потери высокочастотной энергии - в цепях связи маломощных передатчиков СВЧ диапазона, меньше - в диапазоне коротких волн.
Возьмём ?цс = 0.8
Мощность в максимальном режиме определяется:
Тогда:
С учётом всех параметров наиболее подходящий транзистор - 2Т966А.
Параметры транзистора 2Т966А:
Диапазон рабочих частот - 1.5…30 МГц
Режим работы - лин. < -40 дБ
Расчёт коллекторной цепи оконечного каскада
В схеме осуществляется коллекторная модуляция. Модулирующее напряжение U?вводится в цепь коллекторного питания последовательно с постоянным коллекторным напряжением Ек мол. Напряжение коллекторного питания переменное:
Коллекторная модуляция осуществляется в перенапряженном режиме, так как в этом случае ток первой гармоники в коллекторной цепи Iк1 и постоянная составляющая коллекторного тока Iк0 линейно зависят от коллекторного напряжения Ек.
Производится расчет генератора на мощность Р1макс в граничном режиме. Угол отсечки выбирается равным 80о - 90о.
Выполним предварительный расчёт генератора на заданную мощность в максимальном режиме и в режиме молчания.
Расчёт коллекторной цепи в максимальном режиме
Выберем угол отсечки равным 90о.
При этом коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов:
Входное сопротивление генератора для модулятора: