Рассчитаем коэффициент усиления предоконечного каскада:



Рассчитаем мощность на входе предоконечного каскада (ПОК):



По результатам расчетов можно составить полную структурную схему радиопередающих устройств. На рисунке 1.5 представлена схема радиопередающего устройства.

Рисунок 1.4 – Спектр частот при частной модуляции


Рисунок 1.5 – Структурная схема радиопередающего устройства

2 РАСЧЕТ РЕЖИМА ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА ПЕРЕДАТЧИКА

При расчетах следует задаться углом отсечки, при этом транзистор должен работать в недонапряженном режиме и обеспечивать линейность усиления.

Зададим α=90^o, тогда коэффициенты разложения α₀=0,318, α₁=0,5.

Выполним расчет:

Колебательная мощность



Амплитуда колебательного напряжения

U_кт=Е_к-Е_кmin, где Е_кmin – минимальное остаточное напряжение на частоте.

Принимаем Е_кmin=2 В

U_кт=Е_к-Е_кmin=27-2=25 В

Размах импульса тока коллектора

А

Постоянная составляющая коллекторного тока

I_к0=α₀I_кmax=0,318*3=0,95 А

Крутизна коллекторного перехода



T_c принимаем равным 40

мА/В

Статическое значение крутизны, зависящее от вида транзисторов



Вспомогательный коэффициент



Граничная пустота по крутизне



Значение статистической крутизны на выбранной рабочей частоте



Граничная частота по току



Коэффициент усиления по току в рабочей частоте

---

Емкость коллекторного перехода



Примем Е_кном=Е_к



Активное сопротивление емкости коллекторного перехода при



Внутреннее сопротивление транзистора



Сопротивление нагрузки



Коэффициент привидения этих сопротивлений



Коэффициент усиления по напряжению



2.1 Полный расчет режима

2.1.1 Расчет коллекторной цепи

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

I_к1=α₁I_кmax=0,5*3=1,5 А

Постоянная составляющая тока

I_к0=α₁I_кmax=0,318*3=0,95 А

Мощность потребления от коллекторной сетки

P₀=I_к0E_к=0,95*27=25,7 Вт

Электрический КПД



Амплитуда нагрузки возбудителя



2.1.2 Расчет базовой цепи

В каскадах передатчика применяется режим с отсечкой тока транзистора, т.е. классы В, АВ, С.

Ө – это угол отсечки тока базы, половина времени протекания тока базы за период выражения в градусах.

Ө=90^о – это класс В.

Е_б – напряжение смещения

Е_зап – напряжение запирания

Е_б=Е_зап

Для всех транзисторов Е_зап=0,6 В. Если Ө>90^о – это класс АВ.

В любом случае ток базы имеет вид импульсов и, следовательно, ток коллектора (I_к) имеет вид импульсов. Импульсы тока можно представить в виде ряда гармоник.

Ток коллектора

I_к=I_к0+I_к1coswt+I_к2cos2wt+I_к3cos3wt+…

I_к0 – постоянная составляющая тока коллектора.

I_к1 – амплитуда первой гармоники тока коллектора.

Частота первой гармоники равна частоте повторений импульсов.

I_к2 – амплитуда второй гармоники тока коллектора.

---

Частота этой гармоники в 2 раза больше первой гармоники и т.д.

Контур С_к и L_к настроены на первую гармонику и для этой гармоники имеют большое сопротивление.

Для I_а0 (постоянный ток) сопротивление контура равно 0, так же сопротивление контура мало для второй, третьей и последующих гармоник, поэтому на контуре создает напряжение только первая гармоника и, следовательно, напряжение на контуре синусоидально.

U_кmax – амплитуда напряжения на контуре.

U_кmax=I_к1R_э, где

R_э – сопротивление контура на резонансной частоте.

R_э=PQ, где

Q – добротность контура

P – волновое или характеристическое сопротивление.



Мощность переменного тока на контуре

P=0,5U_кmaxI_к

P - колебательная мощность – это полезная мощность. При помощи элемента связи она подается в антенну на оконечный каскад или на вход следующего каскада, если каскад промежуточный.

P₀ – это мощность потребляемая транзистором от источника Е_к.

Р₀=Е_кI_к0

Р_к – это мощность рассеивания в коллекторе.

Р_к=Р₀-Р

Эта мощность должна быть меньше, чем Р_кдоп. Если это условие не будет соблюдаться, то тогда транзистор сгорит.

Ток базы имеет так же вид импульсов и его можно представить в виде ряда гармоник:

I_б=I_б0+ I_б1coswt+I_б2cos2wt+…

I_б0 – это постоянная составляющая тока базы.

I_б0= I_к0/β

I_б1= I_к1/β, где β – это коэффициент усиления транзистора по току.

К_р – параметр транзистора – это коэффициент усиления по мощности транзистора, тогда мощность предыдущего каскада

Р_к=Р/К_р

U_бmax – амплитуда напряжения возбуждения – это напряжение, подаваемое на базу рассчитываемого каскада от предыдущего каскада.

U_бmax =Р_пк/I_б1

Принимаем Ө=Өβ=90^о

Е_б=Е_ип=Е`_б=0,5 В

α_ов=0,25

α_1∆=0,405

Амплитуда первой гармоники базового тока

I_б1=1,5/0,92=1,63 А

Размах импульса базового тока

I_бmax= I_б1/ α_1∆=1,63/0,405=4 А

Постоянная составляющая тока базы

I_б0= α_овЕ_ип=0,25*0,5=0,125 А

Мощность, отдаваемая источником питания

Р_ип=I

---

_б0Е_ип=0,125*0,5=0,06 Вт

Мощность, потребляемая биполярным транзистором



Мощность, рассеянная на базе

Р_б=Р_б-Р_ип=0,15-0,06=0,09 Вт

2.1.3 Расчет элементов цепи

I_д=0,1I_б0=0,1*0,125=0,01 А





X_l3=(30-35)R_n=30*1=30 Ом








Рисунок 2.1 – Структурная схема оконечного каскада передатчика

3 РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

ПЕРЕДАТЧИКА

Расчет нагрузочной системы оконечного каскада выходная цепь транзисторного усилителя содержит колебательную цепь (в простейшем случае – одиночный колебательный контур) и нагрузку. В выходном каскаде полезной нагрузкой является входное сопротивление фидера, питающего антенну. К колебательной цепи, которой является четырехполюсником, включаемым между электронным прибором и нагрузкой, предъявляется целый ряд требований.

Четырехполюсник должен:

Трансформировать сопротивление нагрузки в такое сопротивление, которое является оптимальным для электронного прибора. В противном случае генератор будет работать в невыгодном режиме, при этом могут снизиться мощность и КПД, а также могут возникнуть искажения передаваемого сигнала.

Обеспечивать заданные амплитудно- и фазочастотные характеристики в некоторой полосе частот, согласно характеру передаваемых сообщений и нормам на допустимые напряжения.

Задерживать высшие гармоники в нагрузке так, чтобы их мощность не превосходила допустимые значение.

Перестраиваться в заданном диапазоне частот и иметь регулируемую связь с нагрузкой, чтобы при изменении последней была возможность сохранить оптимальной нагрузкой для электронного прибора.

Вносить незначительные потери мощности, то есть обеспечить высокий КПД четырехполюсника.

На рисунке 3.1 представлена окончательная схема оконечного каскада с нагрузочной системой.

---

Так коэффициент перекрытия по диапазону составляет , то передатчик является узкополосным.

Определим сопротивление Р-фильтра:

; R_к=R_нс

R₀ задаем меньше, чем R_к

R₀=0,5R_к



Рисунок 3.1 – Принципиальная схема оконечного каскада с нагрузочной системой

Рисунок 3.2 – Нагрузочная система


R₀=0,5*16,7=8,35 Ом







Зная рабочую частоту можно определить значение элементов фильтра







Добротность контура



КПД контура



Полоса пропускания частоты для одного контура

;

10≤57

Т.е. частота полосы пропускания > частоты полосы передачи.

4 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОДУЛЯТОРА

Электрическая схема частотных модуляторов различается главным образом способом связи варикапа с резонатором автогенератора. На рисунке 4.1 изображен автогенератор на биполярном транзисторе, по схеме Клаппа. Варикап связан с колебательным контуром С₁С₂С₃L. С помощью емкости С. Постоянное смещение на варикап поступает от источника питания E_n через делитель R₁R₂, модулирующее U через разделительную емкость С_р1.

Расчет схемы первого модулятора начинается со схемы автогенератора, затем выборы варикапа и расчета его режима. На заключающем этапе оценивается емкость связи варикапа с резонатором и рассчитывается двигатель напряжения R₁R₂.



Рисунок 4.1 – Автогенератор на биполярном транзисторе

---

Смотрите также файлы

• 1. Стороны основания правильной шестиугольной пирамиды равны 10, боковые рёбра равны 13. Найдите площадь боковой поверхности этой пирамиды. 2.docx

• Формирование регулятивных ууд детей младшего школьного возраста на уроках окружающего мира (3 класс).docx

• Практикум Цифровая безопасность. Луарсабови Тимур Вбмо101.docx

• Государственный орган понятие, признаки классификация.doc

• Износ вагонов и подвижного состава становится просто катастрофическим. На сегодняшний день 70% пассажирского вагонного парка изношено, а через пять лет истечет срок службы еще 700 вагонов.docx