Файл: "Расчет высокочастотного тракта радиопередающего устройства для связи с подвижными объектами".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 29
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Федеральное агентство связи
Хабаровский Институт Инфокоммуникаций
ФГОБУ Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики
Среднее профессиональное образование
Факультет заочного обучения
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: МДК 01.01 Технология монтажа и обслуживание средств систем радиосвязи.
на тему: "Расчет высокочастотного тракта радиопередающего устройства для связи с подвижными объектами"
Выполнил: студент группы
РРТ-21 Елизаров Д.А.
Проверил: Воронина Ю.В.
Хабаровск 2020
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Хабаровский институт инфокоммуникаций (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
(ХИИК СибГУТИ)
Среднее профессиональное образование
ЗАДАНИЕ
Федеральное агентство связи
Хабаровский Институт Инфокоммуникаций
ФГОБУ Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики
Среднее профессиональное образование
Факультет заочного обучения
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: МДК 01.01 Технология монтажа и обслуживание средств систем радиосвязи.
на тему: "Расчет высокочастотного тракта радиопередающего устройства для связи с подвижными объектами"
Выполнил: студент группы
РРТ-21 Елизаров Д.А.
Проверил: Воронина Ю.В.
Хабаровск 2020
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Хабаровский институт инфокоммуникаций (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
(ХИИК СибГУТИ)
Среднее профессиональное образование
ЗАДАНИЕ
Федеральное агентство связи
Хабаровский Институт Инфокоммуникаций
ФГОБУ Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики
Среднее профессиональное образование
Факультет заочного обучения
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: МДК 01.01 Технология монтажа и обслуживание средств систем радиосвязи.
на тему: "Расчет высокочастотного тракта радиопередающего устройства для связи с подвижными объектами"
Выполнил: студент группы
РРТ-21 Елизаров Д.А.
Проверил: Воронина Ю.В.
Хабаровск 2020
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Хабаровский институт инфокоммуникаций (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
(ХИИК СибГУТИ)
Среднее профессиональное образование
ЗАДАНИЕ
| на курсовой проект по: | МДК 01.01 Технология монтажа и обслуживания средств систем | ||||||||||||||||||||
| радиосвязи | |||||||||||||||||||||
| Студенту (ке) группы РРТ-21 специальности «Радиосвязь, радиовещание и телевидение» | |||||||||||||||||||||
| Елизарову Дмитрию Андреевичу | |||||||||||||||||||||
| Тема: | Расчет высокочастотного тракта радиопередающего устройства для связи с | ||||||||||||||||||||
| | подвижными объектами | ||||||||||||||||||||
| Исходные данные: | |||||||||||||||||||||
| Рабочая частота f=33 МГц Диапазон частот 30-35 МГц | |||||||||||||||||||||
| Мощность P=15 Вт Девиация частоты ∆ω=50кГц | |||||||||||||||||||||
| Нагрузка передатчика 50 Ом Коэффициент гармоники 1,5% | |||||||||||||||||||||
| Вид модуляции: частотна модуляция | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| 1 Содержание пояснительной записки | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| 2 Список графического материала | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| 3 Список источников | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||
| Дата выдачи задания: | « | | » | | 2020 года | ||||||||||||||||
| Дата сдачи работы на проверку | « | | » | | 2020 года | | |||||||||||||||
| Задание принял к исполнению: | | /И.О. Фамилия/ | |||||||||||||||||||
| Руководитель курсового проекта: | | /И.В. Логвиненко/ | |||||||||||||||||||
| Рассмотрено на заседании ПЦК РРТ | |||||||||||||||||||||
| « | | » | | 2019 года | | | |||||||||||||||
| Председатель ПЦК: | | /Ю.В. Воронина/ | |||||||||||||||||||
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение | 5 |
| 1 Разработка структурной схемы | 6 |
| 2 Расчет режима оконечного каскада передатчика | 18 |
| 2.1 Полный расчет режима | 12 |
| 2.1.1 Расчет коллекторной цепи | 13 |
| 2.1.2 Расчет базовой цепи | 14 |
| 2.1.3 Расчет элементов цепи | 16 |
| 3 Расчет нагрузочной системы оконечного каскада передатчика | 18 |
| 4 Электрический расчет модулятора | 21 |
| 5 Умножитель высоты | 22 |
| 6 Анализ схем автогенератора | 23 |
| 7 Анализ схемы получения частотной модуляции | 24 |
| 8 Принципиальная схема передатчика связи с подвижными объектами | 25 |
| 9 Список использованных источников | 26 |
ВВЕДЕНИЕ
Радиопередающие устройства представляют сложную систему, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источники питания, устройства охлаждения и защиты.
Диапазон высоких частот обладает огромной информационной емкостью, и поэтому его используют для передачи широкополосных сигналов: импульсных, телевизионных, многоканальных сообщений и пр. Радио передатчики в диапазоне СВЧ применяют в радиолокационных станциях (РЛС), телевидения ретрансляционных линиях связи, для тропосферной и космической связи, для связи с подвижными объектами, для радио управления и бортовой аппаратуры радиопротиводействия и многих других специальных назначений.
В данной работе будут проектироваться основные каскады радиопередающего устройства для связи с подвижными объектами. Для этого будут выбраны транзисторы для усилителей мощности и автогенератора для получения рабочей частоты, будут составлены структурные схемы, отображающие принцип работы радиопередатчика, а также принципиальные схемы каскадов передатчиков и полная принципиальная схема радиопередающего устройства.
Функциональные схемы передатчиков определяются предъявляемым к ним техническим требованиям – рабочей частотой, выходной мощностью, стабильностью частоты и т.д. Наиболее просто обе основные функции радиопередатчика – генерация электромагнитных колебаний и их модуляция реализуется в том случае, когда не требуется высокая стабильность частоты и выходная мощность относительно не велика.
В большинстве случаев требования по стабильности частоты и выходной мощности не могут быть обеспечены применением одного генератора. В современных радиопередатчиках функции генерирования высокочастотных колебаний и получение требуемых выходных мощностей разделены. Условно, радиопередатчик может быть представлен в виде двух блоков – блока формирования частоты или возбудителя и блока формирования выходной мощности или мощного усилителя. При этом частотная модуляция осуществляется в возбудителе.
1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
Радиопередатчиком называется радиотехническое устройство, преобразующее первичные электрические сигналы в радиосигналы определенной мощности, необходимой для обеспечения радиосвязи на заданном расстоянии с требуемой надежностью.
Для того, чтобы приступить к проектированию радиопередающего устройства необходимо составить обобщенную структурную схему. Так как мощности передатчика для связи с подвижными объектами малы, то проектируемое устройство будет строиться по схеме, приведенной на рисунке 1.1.
В передатчике применяется частотная модуляция, она изображена на рисунке 1.2.
Стабильность частоты передатчика зависит от стабильности частоты возбудителя, для чего применяются меры: кварц, термостат, стабилизируется питание.
Чтоб получить требуемую мощность, применяются усилители высокой частоты. Передатчик многокаскадный – это объясняется тем, что автогенератор должен быть маломощным, чтобы его можно было поместить в передатчик, а для этого необходимо применить кварц, который стабилизирует частоту. В одном из каскадов передатчика происходит умножение частоты, чтобы понизить частоту генератора, так как частота кварца порядка 15-20 Мгц, а заданная частота передатчика выше.
Для стабилизации частоты передатчика применяется автоподстройка частоты. В этом случае средняя частота автогенератора равна частоте кварцевого генератора. Если эта частота будет изменяться под действием дестабилизирующих факторов, то она автоматически подстраивается под частоту кварцевого генератора.
Частотная модуляция получается за счет варикапа. Варикап – это полупроводник (диод), когда напряжение на нем изменяется, то изменяется и емкость варикапа, а т.к. он подключается параллельно контру автогенератора, то изменяется частотная модуляция.
Возбудитель включает в себя автогенератор, а также частотный модулятор. На рисунке 1.3 представлена структурная схема возбудителя.
Рисунок 1.1 – Общая структурная схема передатчика
Рисунок 1.2 – Частотная модуляция
Рисунок 1.3 – Структурная схема возбудителя
Без заметных частотных искажений можно усиливать частотную модуляцию сигналом с полосой пропускания контуров передатчика. Полоса равна
П=2Fв(m+1)
где Fв – верхняя частота модулирующего сигнала;
m=∆f/Fв – индекс модуляции.
Преимущества частотной модуляции:
-
Высокая помехозащищенность; -
Высокий КПД передатчика, т.к. режим каскада модуляции неизменный.
Недостатки частотной модуляции:
Занимает широкую полосу частот, поэтому частотные модуляции применяются только с метровых волн.
Схема получения частотной модуляции показана на рисунке 1.4.
На транзисторе VT1 выполнена схема автогенератора с индуктивной обратной связью, источник Е1 определяется напряжением смешения на варикапе VD1, который включен параллельно контуру L2C2, следовательно
где Cв – емкость варикапа;
Ω=2πf
где Ω – модулирующая частота;
∆ω=2π∆а
где ∆ω – девиация частоты.
Для радиовещания и звукового сообщения ∆f=50 кГц,
необходимые условия – частота автогенератора равна частоте кварца, если они не равны, то на входе фазового детектора получается напряжение ошибки, которая подается на варикап.
Для того, чтобы разработать подробную структурную схему для передатчика с параметрами заданными в техническом задании, необходимо выбрать транзисторы для каждого каскада.
Дано:
Рвых=15 Вт
Fраб=33 МГц
Для мощности менее 100 Вт, КПД нагрузки системы берется равным 06-08
Примем КПД ɳнс=0,8.
Тогда мощность транзистора для оконечного каскада равна:
По мощности передатчика выбирается транзистор из условий:
Р`>Р, где Р` - справочная мощность транзистора;
Fраб≤0,5fт
Выбираем транзистор для такой мощности и частоты 33 Мгц. В таблице 1.1 представлены параметры транзистора 2Т921А
Таблица 1.1 Параметры транзистора 2Т921А
| rнас (Ом) | rб (Ом) | rэ (Ом) | β0 | Fт (МГц) | Ск (пФ) | Сэ (пФ) | Lэ (нГн) | Lб (нГн) | ||||
| 3,4 | 1,5 | 0 | 10-80 | 100 | 45 | 400 | 3 | 3,5 | ||||
| екэдоп (В) | ебэдоп (В) | Iк0Доп (Iкмахдоп) (мА) | Типовой режим в схеме с ОЭ | |||||||||
| 80 | 4 | 3(7) | F (МГц) | Р1 (мВт) | Кр | Ек (В) | Примечания | |||||
| 60 | 12,5 | 8 | 27 | n-p-n | ||||||||
Проверим выполнение условия:
fраб≤0.5fт; 33≤50 – условие выполняется.
Рассчитаем коэффициент усиления:
Рассчитаем мощность на выходе предоконечного каскада (ПОК):
Выбираем транзистор для рассчитанной мощности 0,7 Вт и частоты 33 МГц. В таблице 2.2 представлены параметры транзистора 2Т951В
Таблица 2.2 Параметры транзистора 2Т951В
| rнас (Ом) | rб (Ом) | rэ (Ом) | β0 | Fт (МГц) | Ск (пФ) | Сэ (пФ) | Lэ (нГн) | Lб (нГн) | ||||
| 10 | 3 | 0 | 30-200 | 150 | 10 | 80 | 3,8 | 3,2 | ||||
| екэдоп (В) | ебэдоп (В) | Iк0Доп (Iкмахдоп) (мА) | Типовой режим в схеме с ОЭ | |||||||||
| 8065 | 4 | 0,5(1) | F (МГц) | Р1 (мВт) | Кр | Ек (В) | Примечания | |||||
| 80 | 3 | 25 | 28 | n-p-n | ||||||||