Федоровский 15 ЧМ. Техническое задание Эскизный расчёт передатчика
 Скачать 1.72 Mb.
|
 СОДЕРЖАНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЗАДАНИЕ к курсовому проекту по дисциплине «Радиопередающие устройства» 1. Студенту гр…… ИТСС Федоровскому 2. Срок сдачи студентом законченного проекта 3. Исходные данные к проекту 3.1. Назначение: связной 3.2. Мощность на выходе антенны 32 Вт 3.3. Рабочая длина волны 12,7м (частота 23.625 МГц) 3.4. Полоса частот модулирующего сигнала 300-3400 Гц
4. Содержание пояснительной записки 4.1. Выбор и обоснование структурной схемы радиопередатчика. 4.2. Расчет режима модуляции и модуляционной характеристики. 4.3. Расчет принципиальных схем каскадов высокой частоты. 4.4. Конструктивный расчет элементов выходного каскада. 4.5. Определение параметров источников питания. 5. Графические материалы 5.1. Радиопередатчик. Схема структурная электрическая. 5.2. Радиопередатчик. Схема принципиальная электрическая. Дата выдачи задания Руководитель (подпись)_______________________________________ Задание принял к исполнению (подпись) ________________________
Любой радиопередатчик состоит из умножителей частоты и усилителей мощности. На начальном этапе проектирования необходимо определить необходимую величину коэффициента умножения частоты (УЧ) и коэффициента усиления по мощности. Для обеспечения высокой стабильности частоты в задающих генераторах используют кварцевую стабилизацию частоты. При этом коэффициент умножения в УЧ радиопередатчика:  ,где fmax – несущая частота, fЗГ =(5…10)[МГц] – рабочая частота кварцевого резонатора (т.к. в транзисторных схемах рекомендуется выбирать кварцевый резонатор с рабочей частотой (5…10)[МГц]).  Следовательно, N=3 (выбирается ближайшее большее целое число). Так как полученное значение коэффициента умножения равно трем, так как n<4 достаточно будет одного каскада: где N = 3 – коэффициент умножения каскада УЧ, Рассчитаем номинальное значение частоты задающего генератора (ЗГ):  [МГц] 23,625\3=7,875 МГц;При расчете мощности необходимо учитывать потери в выходной колебательной системе (  ), цепях согласования ( ) и фидере ( ) соединения выходной ступени с антенной. Ориентировочные значения коэффициентов полезного действия можно принять равными: При этом необходимо получить следующую колебательную мощность на выходном каскаде усилителя мощности (УМ):  ,где  - колебательная мощность на выходном каскаде усилителя мощности, - мощность на выходе передатчика, - коэффициент полезного действия колебательной системы, - коэффициент полезного действия фидера, - коэффициент полезного действия цепи согласования, - коэффициент производственного запаса, - коэффициент, учитывающий вид модуляции. [Вт] Определим необходимый коэффициент усиления по мощности  (определяется при ориентировочной мощности ЗГ  = 5…10 [мВт], [1]): Примем  [Вт].Тогда:  hМощность на выходе усилителя с учётом межкаскадной связи определяется следующим образом (с учетом КПД межкаскадных связей hм=0,6):  Пусть коэффициент усиления по мощности первого усилителя мощности равен 31, для выходного усилителя мощности примем коэффициент усиления равный 95, для умножителя частоты коэффициент усиления по мощности равен 5.  [Вт] 3. Расчет усилителя мощности. Энергетический расчет Расчет производиться по критерию обеспечения колебательной мощности в нагрузке. Исходные данные для расчета:  23,625 [МГц] -рабочая частота 32 [Вт] - мощность на выходе каскадаВ качестве активного элемента используется транзистор КТ931А, т.к.  80 [Вт]. [1]Условие  выполняется.Параметры транзистора:  60 - статический коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером, 400 [МГц] - граничная частота в схеме с общим эмиттером 190 [пФ] – емкость коллекторного перехода транзистора 0,5 [Ом] – сопротивление базы 120 [Вт] – допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе 30 [В] – допустимое напряжение на коллекторе в схеме с общим эмиттером  0,2 [Ом] – сопротивление насыщения транзистора  15 [А] – максимальный ток коллектораРасчет коллекторной цепи. Выбираем угол отсечки коллекторного тока  , т.к. при меньших углах превышается предельно допустимое значение обратного напряжения на эмиттерном переходе транзистора. По таблице в [1] находим коэффициенты Берга: 0,349 0,52Определим крутизну линии критического режима:  5 [См]Вычислим коэффициент использования напряжения в критическом режиме:   0,875Амплитуду переменного напряжения на коллекторе:   13,124 [В]Определим предварительное значение напряжения источника питания:   =16,876 [В]Выберем величину питающего напряжения из стандартного ряда значений [1]. Выбираем ближайшее значение, удовлетворяющее неравенству  : 15 [В].Уточним значение коэффициента использования напряжения:   0,875Уточним значение амплитуды переменного напряжения на коллекторе:   =13,124 [В]Найдем остаточное напряжение на коллекторе:   1,876 [В]Вычислим высоту импульса коллекторного тока:   9,378 [А]Данное значение не превышает предельно допустимое значение для этого транзистора 15 [А]. Вычислим первую гармонику коллекторного тока транзистора:   4,876 [А]Вычислим постоянную составляющую тока транзистора:   3,273 [А]Вычислим мощность, потребляемую от источника коллекторного питания:   49,092 [Вт]Вычислим модуль коэффициента передачи на рабочей частоте:  ,где  , где  [Гц]тогда:  16,302  0,942Вычислим статический коэффициент усиления по току в схеме с общей базой:   Вычислим постоянную составляющую тока эмиттера:   3,326 [А]Вычисляем Y-параметры транзистора: Предварительно рассчитываем вспомогательные безразмерные величины:  ;  5,08 ;  13,094 ;  0,059 ;  =1,598Рассчитаем входную проводимость четырехполюсника:   [См]Рассчитаем проводимость обратной связи четырехполюсника:    [См]Рассчитаем проводимость прямой передачи четырехполюсника:   [См]Рассчитаем выходную проводимость четырехполюсника:    [См]Продолжим расчет коллекторной цепи. Вычислим активную составляющую выходного сопротивления транзистора:   =82,776 [Ом]Вычислим первую гармонику коллекторного тока протекающего через выходное сопротивление транзистора:   0,159 [А]Вычислим первую гармонику коллекторного тока, протекающую через нагрузочный контур:   =4,676 [А]Рассчитаем сопротивление нагрузочного контура, необходимое для обеспечения критического режима работы:   2,807 [Ом]Вычислим мощность полезной составляющей тока, поступающей в нагрузку:   32[Вт]Вычисленное значение мощности не меньше необходимой величины, в соответствии с которой производился расчёт. Вычислим электронный коэффициент полезного действия:   =0,632Рассчитаем мощность, рассеиваемую на коллекторе:   [Вт] , где  [Вт]Полученное значение не превышает предельно допустимое для данного транзистора. Расчет базовой цепи. Вычислим угол дрейфа на рабочей частоте:   Вычислим угол отсечки эмиттерного тока:   Определим коэффициенты Берга для  : 0,318 0,500Рассчитаем первую гармонику тока эмиттера:   5,176 [А]Вычислим размах тока эмиттера:   [А]Вычислим модуль крутизны на рабочей частоте:   [См]Вычислим амплитуду напряжения возбуждения на базе транзистора:   [В]Вычислим постоянную составляющую тока базы:   [А]Вычислим напряжение смещения, обеспечивающее требуемый угол отсечки эмиттерного тока:  ,где  0,7 [В] - напряжение отсечки коллекторного тока (берётся таковым для кремниевых транзисторов). [В]Вычислим угол отсечки тока базы:   Определим максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе:   [B]Полученное значение обратного напряжения на эмиттерном переходе не превышает предельно допустимого значения обратного напряжения 3,5 [В]. Определим по таблице [1] коэффициенты Берга для базового тока (для  ): 0,286 0,472Вычислим активную составляющую входного сопротивления на рабочей частоте:   [Ом]Вычислим мощность на входе транзистора:   0,099 [Вт]Вычислим коэффициент усиления по мощности:   Вычислим общую мощность, рассеваемую транзистором:   [Вт]Полученное значение рассеиваемой мощности не превышает предельно допустимого значения 83 [Вт]. Вычислим максимальное тепловое сопротивление (корпус транзистора – среда), необходимое для отвода выделяемого транзистором тепла:  , где  [ ]- допустимая температура перехода, []- температура окружающей среды,   - тепловое сопротивление переход-корпус транзистора. Т.к. максимальное значение теплового сопротивления не превышает допустимое значение 3…5  , то не требуется искусственного охлаждения. |