Федоровский 15 ЧМ. Техническое задание Эскизный расчёт передатчика

• Название: Техническое задание Эскизный расчёт передатчика
• Дата: 15.03.2019
• Размер: 1.72 Mb.
• Имя файла: Федоровский 15 ЧМ.doc
• Тип: Техническое задание; #70554
• страница: 2 из 3

Расчет принципиальной схемы.


Рассчитаем значение :

;



[Гн]

Рассчитаем :

;



[Ф]

Из ряда конденсаторов выбираем =220 [нФ]
Рассчитываем сопротивление смещения:



[Ом]

Из ряда сопротивлений выбираем 6,2 [Ом]

Рассчитаем :

;



[Ф]

Из ряда конденсаторов выбираем = 22 [нФ]
Рассчитаем :

;



[Ф]

Из ряда конденсаторов выбираем = 20 [нФ]
Рассчитаем значение :

;



[Гн]
Рассчитаем :

;



[Ф]

Из ряда конденсаторов выбираем = 200 [нФ]

4. Расчет эквивалентных параметров антенны
Выходной каскад радиопередающего устройства небольшой мощности коротковолнового диапазона нагружается на фидер, согласованный со входным сопротивлением антенны.
Расчет схемы выходного каскада передатчика при работе на согласованный фидер ведется из условия, что передатчик работает на активное сопротивление, равное волновому сопротивлению фидера. Для расчета элементов схемы согласования передатчика с антенной предварительно нужно определить ее эквивалентные параметры в диапазоне рабочих частот.
Исходные данные:

[Гц] - рабочая частота

1,25 [м] - длина антенны

12,7[м] - рабочая длина волны

0,01 [м] - из конструктивных соображений (для обеспечения необходимой жесткости и прочности при минимальном весе конструкции) задаемся радиусом проводника антенны
Так как выполняется неравенство: La<0.25?????2??3?1???? то рассчитываем волновое сопротивление антенны по формулам для “короткой” антенны:
Вычисляем волновое сопротивление антенны:



[Ом]
Вычисляем входное сопротивление антенны:

,

где



[Ом]

5. Расчет цепи согласования
Для согласования усилителя мощности (УМ) и фидера используется цепь согласования (ЦС). Выберем П-образную ЦС, которая обеспечивает фильтрацию высших гармоник, согласует сопротивления и играет роль нагрузочного контура для УМ. П-образная цепь позволяет согласовать выходное сопротивление каскада с сопротивлением нагрузки при произвольном их соотношении.

Исходные данные:

[Гц] - рабочая частота

= 1,9 [Ом] - сопротивление нагрузки активного элемента,

= 24 [Ом] - сопротивление нагрузки каскада.
Требуемая полоса частот для радиовещательных станций определится по формуле: ,

где , =15000 [Гц]

[Гц]

[Гц]
Определим требуемый коэффициент фильтрации второй гармоники:

,

где - мощность второй гармоники в нагрузке (Таблица П3.4, [1]).



[дБ] – относительное внеполосное излучение.

[Вт]

[дБ]
Рассчитаем требуемый коэффициент трансформаций сопротивлений:



0,079

По известным и с помощью графика определим :

5
Вычислим нормированное сопротивление :



12,995
Вычислим нормированное сопротивление:



=0,232
Рассчитаем емкость :



[Ф]

Из ряда конденсаторов выбираем =2 нФ
Рассчитаем значение индуктивности :



[Гн]
Рассчитаем емкость :



[Ф]

Из ряда конденсаторов выбираем =750 пФ
Примем собственную добротность контура .
Определим активное сопротивление индуктивности:



[Ом]

Найдем коэффициент полезного действия:




Определим внесенное в цепь сопротивление:



0,923 [Ом]
Определим нагруженную добротность цепи:




Вычислим полосу пропускания согласующей цепи:



[Гц]

Требуемая полоса частот обеспечивается.
Конструктивный расчет числа витков однослойной цилиндрической катушки со сплошной намоткой.
Зададимся конструктивным параметром V: , .9
Вычислим площадь поперечного сечения катушки:

, где -удельная тепловая нагрузка на 1[] сечения катушки.

[]

Вычислим длину катушки:



[см]
Вычислим диаметр катушки :



[см]
Вычислим число витков катушки :



(виток)
Рассчитаем диаметр проводника в сантиметрах :

,

где в [МГц],

5,818 [см]
Определим собственное сопротивление потерь катушки:



0,016 [Ом]
Коэффициент полезного действия контура, в который входит катушка:




Проверяем электрическую прочность катушки:

,

где ,

- длина намотки,

- конструктивный параметр,

- напряженность поля пробоя 2,5 для бескаркасной катушки,1 для катушки, намотанной на диэлектрическом каркасе.





Следовательно, можно использовать катушку, намотанную на диэлектрический каркас.
Определим коэффициенты фильтрации:



27,6 [дБ]





6. Расчет умножителя частоты.
Исходные данные:

- коэффициент умножения первого каскада умножителя частоты,

- коэффициент умножения второго каскада умножителя частоты,

[МГц] - входная частота первого каскада умножителя частоты,

[МГц] - входная частота второго каскада умножителя частоты,

[МГц] - выходная частота второго каскада умножителя частоты,

[Вт] – мощность на выходе первого каскада умножителя,

[Вт] – мощность на выходе первого каскада умножителя,
В качестве активного элемента выбираем транзистор КТ909А. [1]

Параметры транзистора:

10 - статический коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером

650 [МГц] - граничная частота в схеме с общим эмиттером

100 [Вт]– допустимая мощность рассеяния

[А] – допустимый ток коллектора

28 [пФ] – емкость коллекторного перехода транзистора

0.7 [В] – напряжение насыщения транзистора

3 [Ом] – сопротивление насыщения транзистора

1 [Ом] – сопротивление базы

[В] – допустимое напряжение коллектор - эмиттер

120 []- максимальная температура транзистора

[Вт] – допустимая мощность на выходе транзистора
Энергетический расчет первого каскада.
Ориентировочное значение источника питания:



[В]
Ориентировочное значение постоянной составляющей коллекторного тока:



[мА]
Постоянная составляющая эмиттерного тока:





[мА]
Сопротивление эмиттерного перехода:



[Ом]
Крутизна:



[См]
Граничная частота по крутизне:



[ГГц]
Расчет коллекторной цепи первого каскада
Вычислим угол отсечки коллекторного тока:




Определим коэффициенты Берга:








Определим крутизну линии критического режима:



Вычислим минимальную величину напряжения питания умножителя:



4,622 [В]
Выбираем напряжение питания умножителя (с учётом ряда рекомендуемых значений напряжения питания):





27 [В]
Вычислим коэффициент использования коллекторного напряжения:



0,993
Вычислим амплитуду переменного напряжения на коллекторе:



[В]
Вычислим амплитуду полезной гармоники коллекторного тока:



0,012 [А],

- не превышает предельно допустимое значение.
Вычислим размах импульса коллекторного тока:



0,066 [А],

- не превышает предельно допустимое значение.
Вычислим постоянную составляющую коллекторного тока:



,

- не превышает предельно допустимое значение.


Вычислим мощность, потребляемую по коллекторной цепи:



[Вт]
Вычислим мощность, рассеиваемую на коллекторе:



[Вт]

Условие выполняется.
КПД: