коу. Передатчик поездной радиосвязи
 Скачать 479.82 Kb.
|
|
Курсовая работа по дисциплине: «Каналообразующие устройства систем автоматики и телемеханики» на тему: «Передатчик поездной радиосвязи» Москва-2021 Задание на курсовой проект При составлении и расчете структурной схемы транзисторного радиопередатчика исходят из его назначения, условий работы и следующих основных параметров: выходной мощности, подводимой к антенне, диапазона рабочих частот, стабильности частоты, вида модуляции и характеристик модулирующего сигнала. Задание на курсовой проект состоит из двух частей: 1 – расчёт передатчика (ПДР); 2 – Расчёт приёмника (ПРМ). Причём, нечётный номер списка группы рассчитывают передатчик, а чётные – приёмник.
Введение Радиосвязь является важнейшим звеном в обеспечении управления эксплуатационной работой на железнодорожном транспорте, начиная от ОАО РЖД, заканчивая управлением в линейных подразделениях. В настоящее время применяется 3 вида радиосвязи: поездная (ПРС), станционная (СРС) и ремонтно-оперативная радиосвязь (РОРС). Для поездной (ПРС) и станционной радиосвязи (СРС) до сих пор используется аналоговая частотная модуляция (ЧМ) и постепенно переходит на цифровую радиосвязь. Общими вопросами для них в передатчиĸе является усиление модулированных сигналов, а в приемниĸе чувствительность и избирательность. Избирательность различают по зерĸальному и соседнему ĸаналам, у ĸоторых противоречивые требования ĸ величине промежуточной частоты ωпр. Чтобы увеличить качество приема сигнала, необходимо устранить эти противоречия. Техника передачи информации на железнодорожном транспорте использует разнообразные направляющие среды. Наряду с традиционными радиопроводными линиями связи создают волоконно-оптические линии связи. В качестве рабочих частот используют частоты всех диапазонов от низких (3-30 кГц) до сверхвысоких (3-30 ГГц). В качестве элементной базы широко применяются электронные и микроэлектронные приборы. Однако при всем многообразии применяемых на железнодорожном транспорте каналообразующих, приемных и передающих устройств, их схематические решения могут быть расчленены на элементы достаточно ограниченного набора: генераторы, усилители, модемы, кодеры, преобразователи сигналов и другие подобные устройства. В данном ĸурсовом проеĸте рассматривается аналоговая и цифровая радиосвязь, но подробнее аналоговая. 1 Структурная схема передатчика. Состав и связи между блоками передатчика определяют его структурная схема. В настоящее время в эксплуатации поездной и станционной радиосвязи находятся радиостанции системы ЖРУ и системы «Транспорт», структурные схемы которых несколько разнятся между собой. На рис. 1 представлена упрощенная структурная схема передатчика железнодорожной радиостанции системы ЖРУ.  Рис. 1 Структурная схема передатчика В схеме используются следующие обозначения: В – возбудитель; БК – буферный каскад; ФМ – фазовый модулятор; УЧ – умножители частоты; У – усилитель; А – антенна; М – микрофон; МУ – микрофонный усилитель; К – компрессор; ФНЧ – фильтр нижних частот; ИЦ – интегрирующая цепочка. Передатчик функционирует следующим образом. Микрофон М преобразует звуковые волны говорящего или технического устройства, несущие сообщения a, в первичный НЧ-сигнал b(t). Этот аналоговый сигнал после усиления в МУ, компрессии в блоке К, фильтрации в ФНЧ поступает через интегрирующую цепочку ИЦ на НЧ – вход фазового модулятора ФМ. На его ВЧ – вход подается ВЧ – колебание с возбудителя В. Через буферный каскад, предотвращающий дестабилизацию частоты автоколебаний со стороны блока ФМ. Блоки ФМ и ИЦ образуют частотный модулятор. В данном случае ЧМ называется косвенной, потому что она представляет собой ФМ проинтегрированным по времени в блоке ИЦ модулирующим сигналом. Косвенная ЧМ позволяет обеспечить высокостабильную (кварцованную) среднюю частоту ВЧ-сигнала-переносчика при малой ее девиации, т.е. при недостаточном отклонении частоты от её среднего значения. Поэтому для увеличения девиации частоты до заданной используют УЧ соответствующей кратности. После этого ЧМ-сигнал усиливается по напряжению и мощности в блоке У и излучается антенной А в радиолинию. Одним из главных недостатков косвенной ЧМ является необходимость двенадцатикратного умножения частоты, из-за маленького нелинейного участка ФЧХ. Это умножение используется для того чтобы увеличить фазовый сдвиг выходного ВЧ – сигнала относительно входного. Однако при оптимальной связи 2 связанных контура обеспечивают протяженность линейного участка ФЧХ в 3 раза больше. В курсовом проекте используется синтезатор по прямому методу. В нем выходные колебания получаются с помощью операций сложения, вычитания, умножения и деления эталонной опорной частоты. Предварительный и оконечный каскад – это усилители мощности. 2 Расчет оконечного каскада.Оконечный (выходной) каскад предназначен для отдачи заданной мощности в нагрузку усилителя, сопротивление которой лежит в пределах единиц — десятков Ом. Он обеспечивает необходимую интенсивность выходного колебания всего усилителя. Оконечные каскады потребляют от источника питания относительно большую мощность, а коэффициент полезного действия должен быть достаточно большим. Каскады предварительного усиления, которые потребляют от источника питания незначительную энергию и выполняются на маломощных транзисторах, работают на линейном участке характеристики и должны обеспечивать на входе оконечного каскада большую амплитуду. В связи с тем, что с выхода предварительного каскада на вход оконечного каскада подается сигнал большой амплитудой, то в оконечных каскадах используется практически вся область входных и выходных характеристик транзистора. А из-за большой амплитуды входного сигнала параметры транзистора за весь период сигнала изменяются в широких пределах, что приводит к возрастанию нелинейных искажений выходного сигнала оконечного каскада.  Рис. 2 Принципиальная схема ОК. В данной схеме имеет место два связанных между собой контура: промежуточный ПК и антенный АК. Антенный контур АК образуется эквивалентными параметрами антенны Ra, Xa и органами настройки Xн и связи Xсв с промежуточным контуром ПК. Оба контура АК и ПК настраиваются на одну и ту же частоту передатчика ω0 и между ними подбирается оптимальная связь. Это так называемый полный резонанс связанных контуров. Сложная схема выхода получила на практике самое широкое распространение. В ней настройка антенны не связана с подбором оптимального сопротивления нагрузки транзистора, как в простой схеме выхода, и это в большинстве случаев позволяет повысить КПД схемы. Исходные данные: Мощность сигнала -  Рабочая частота – f= 151,0 МГц. Выбираем по справочнику транзистор согласно заданной мощности и рабочей частоте. |