Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 45
Министерство образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА "РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА" "РАСЧЕТ СВЯЗНОГО ПЕРЕДАТЧИКА 27,2 МГц" Екатеринбург 2003 Дано:
Передатчик с частотной модуляцией. 1. Мощность P1
= 2,5 Вт. 2. Частота f = 27,2 МГц. 3. EП
= 12 В. 4. Антенна - штырь 1,5 м. 5. Ф2
= 25 дБ. - составить структурную схему передатчика; - рассчитать режим оконечной ступени; - рассчитать согласующее устройство оконечной ступени с антенной; - пояснить назначение всех элементов схемы. Рис. 1 структурная схема передатчика УНЧ - усилитель низкой частоты; УЧ - управитель частоты; АГ - автогенератор (кварцевый); У - усилитель; Умножитель частоты на 2; ОУ - оконечный усилитель; СЦ - согласующая цепь. 2. Расчет режима оконечной ступени
Паспортные данные: rнас
= 1,73 Ом; Е'б
= 0,7 В; Iк о доп
= 0,8 А. Определим коэффициент использования выходного напряжения (Uвых
) Возьмем угол отсечки (q) равным 900
, тогда a1
(q) = 0,5. Определим амплитуду напряжения коллектора в граничном режиме: Uкгр
= Ек
*xгр
; Uкгр
= 12*0,86 = 10,32 (В). Найдем первую гармонику тока коллектора: Определим постоянную составляющую коллекторного тока: Определим подводимую мощность P0
. P0
= Eк
*Iк0
, P0
= 12*0,306 = 3,672 »3,7 (Вт) Определим мощность, рассеиваемую в виде тепла: Pк1
= P0
- P1
, Pк1
= 3,7 - 2,5 = 1,2(Вт) < Pдоп
= 1/2Uкэдоп
*Iк0доп
= 26 (Вт) Определим коэффициент полезного действия (h) Определим сопротивление коллектора (Rк
) Определим сопротивление резистора Rд
, включенного по РЧ между базой и эмиттером, которое определяется по следующей формуле: Rд
»b0
/2pfТ
CЭ
Rд
» 24/2*3,14*350*106
*124*10-12
» 88(Ом) Значение сопротивления Rбк
резистора, включенного по РЧ между коллектором и базой: Rбк
= b0
/2pfТ
Cк
Rбк
= 24/2*3,14*350*106
*12*10-12
» 909,46 (Ом) Рассчитаем амплитуду тока базы: где c = 1 + g1
(q)2pfТ
Cк
Rк
c = 1 + 0,5*2*3,14*350*106
*12*10-12
*21,5 » 1,28 Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе: Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов: Iб0
= I к0
/b 0
Iб0
= 0,306/24 = 0,013(А); Iэ0
= Iк0
+ Iб0
Iэ0
= 0,306 + 0,013 = 0,319 (А). Напряжение смещения на эмиттерном переходе: Рассчитаем элементы схемы: LвхОЭ
= 4*10-9
+ 4*10-9
/1,28 » 9,12 (нГн); Входное сопротивление транзистора (Zвх
= rвх
+ jXвх
): Входная мощность: Коэффициент усиления по мощности транзистора: kp
= P1
/Pвх
kp
= 2,5/0,09=27,78. 3.1 Из конструктивных соображений выбираем радиус штыря:
r = 5*10-3
(м) 3.2 Находим волновое сопротивление антенны:
3.3 Входное сопротивление:
Емкость С22
предназначена для разделения по постоянной составляющей тока Iк0,
реактивное сопротивление ХС22
должно удовлетворять соотношению: ХC
22
<< Rое
= 4Rк
, (ХС22
= Rое
/[50…100]) XC
22
= (wC22)
-1
= 4Rк
/100 Þ С22
= 100/(4*21,5*2*3,14*27,2*10-6
) = 6,8 (нФ); XL
2
>> Rое
= 4Rк,
(ХL2
= Rое
*[50…100]) XL
2
= wL2
= 4Rк
*100 Þ L2
= 4*21,5*100/(2*3,14*27,2*10-6
) = 50,3 (мкГн). Волновое сопротивление: ZС
= 2*21,5 = 43 (Ом). Ток в линии: Требуемая индуктивность линии: где a1
, и сходя из допустимой неравномерности АЧХ трансформатора на f =27,2 МГц, равен 0,1. Uпр
= Uк
= 10,32 (В). Исходя из волнового сопротивления линии выбираем кабель КВФ-37: ZC
= 37 Ом; Спогонная
= 120 пФ/м; b = 2,56 мм (внешний диаметр кабеля); с = 0,78 мм (внутренний диаметр). Геометрическая длина линии: где q < 18…54 при ZC
= ZC
треб
(берем q = 30), e - диэлектрическая проницаемость диэлектрика (фторопласт e = 2,1). Для данного уровня мощности, из условия обеспечения добротности Q не ниже 10 на частоте f, выбираем феррит марки 1000 НМ: mн
= 1000; Q = 20 при B = 0,01 Тл. Выбираем многовитковую конструкцию на кольцевом ферритовом сердечнике с типоразмерами: D = 45 мм; d = 28 мм; h = 12 мм. Средний диаметр феррита: Dср
= 0,5(D + d), Dср
= 3,65 (мм). Максимальная магнитная индукция на рабочей частоте: где P'ф
- допустимые удельные тепловые потери в феррите (P'ф
£ 0,3…1,5 Вт/см2
). Выберем Bf
= 15*10-3
Тл. V = pDср
S, V =3,14*3,65*(0,5*1,2*1,7)=11,7 (см3
). V > Vmin
Число витков: Уточняем Lпр.расч
: pd = 3,14*2,8 = 8,8 (см), wb = 10*0,256 = 2,56 (см), следовательно, все витки помещаются на феррит. Удельные тепловые потери в феррите: Мощность потерь в феррите: 4.2 Расчет колебательного контура
Для определения номиналов элементов (С23
, L3
) колебательного контура пересчитаем сопротивление антенны в контур следующим образом: Рис. 2 Пересчёт сопротивления антенны в контур Сопротивление на зажимах контура равно 4Rк
, добротность контура из конструктивных соображений примем равной 100. Коэффициент включения равен: Характеристическое сопротивление контура в резонансе: Далее находим индуктивность контура: Приведем конструктивный расчет индуктивности L3
: - диаметр провода катушки: - число витков: - электрическая прочность катушки: а) напряжение между соседними витками: Uв = 2Uк/N Uв = 2*10,32/3 » 6,9 (В). b) напряженность поля между витками: E = Uв/(g - d), E = 6,9/(1,5*2,26- 2,26) » 6,1 (В/мм) < Eдоп = 250 - 300 (В/мм). 1. ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ РАДИОСИГНАЛОВ: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства генерирования и формирования радиосигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1998. 2. "Проектирование радиопередатчиков": Учеб. пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - 4 -е изд., перераб. И доп. - М.: Радио и связь, 2000. -656 с.: ил. 3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства формирования сигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1997. 31 с. 4. М.С. Шумилин, В.Б. Козырев, В.А. Власов Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. Учеб. пособие для техникумов. М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.: ил.
|