ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Схема удвоителя частоты

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Схема электрическая принципиальная

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Перечень элементов

ЗАДАНИЕ

Спроектировать связной передатчик с частотной модуляцией с параметрами:

Диапазон рабочих частот ……………………………….. 180 – 190 МГц

Мощность ………………………………………………… 10 Вт

Сопротивление фидера ………………………………….. 50 Ом

Антенна ..

Подавление внеполосных излучений …………………... 40 дБ

Относительная нестабильность частоты ………………. 3·10^-5

Питание от сети 220 В 50 Гц

ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Частотная модуляция может быть получена прямым способом, когда модулируется непосредственно частота автогенератора передатчика, или косвенным, когда в промежуточном каскаде передатчика производится фазовая модуляция. Структурные схемы передатчиков с этими способами модуляции приведены ниже.

Структурная схема передатчика с прямой ЧМ.

Структурная схема передатчика с косвенной ЧМ

Другими словами, прямую частотную модуляцию осуществляют: в полупроводниковых генраторах путём изменения параметров колебательного контура с помощью варикапов, варикондов, реактивного транзистора, нелинейной индуктивности, железоитериевого граната (на частотах до десятков гигагерц); в диодных генераторах (на туннельном диоде, диоде Ганна) путём изменения напряжения смещения на диоде и т.д.

Для косвенного получения частотной модуляции используются фазовые модуляторы в начальных каскадах с последующим умножением частоты и усилением мощности сигнала ФМК.

Тот и другой способы получения ЧМ имеют свои недостатки и достоинства. Достоинство прямого метода – возможность получения глубокой и достаточно линейной частотной модуляции, недостаток – трудность обеспечения стабильности средней частоты колебания с ЧМ. Достоинство косвенного способа – высокая стабильность средней частоты, недостатки – неглубокая модуляция, трудность передачи низких модулирующих частот.

??????????? ????????? ???????? ? ???????? ?? ?????? ???????????????? ?????? ?????? ? ???????????????? ? ??????? ????????????. ??? ???? ??? ????????? ???????????? ??????? ??????? ?????????? ??????? ?????????????? ?????????? ??????? (???) ?? ????????????????? ?????????? ???????. ??????????? ????? ?????? ??????????? ???????? ???:

Оконечный каскад

Рис 2.3 Структурная схема ЧМ передатчика с синтезатором частоты

где ДПКД – делитель частоты с переменным коэффициентом

Для построения нашего связного передатчика воспользуемся подобной схемой.

ВЫБОР АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

В мощных каскадах передатчиков из полупроводниковых приборов используют биполярные и полевые транзисторы. Отсутствие цепи накала у транзисторов обуславливает их немедленную готовность к работе, хотя не приводит к заметной экономии электроэнергии питания, так как затраты энергии в цепях накала современных мощных ламп составляют 4…5 % и меньше их номинальной мощности. Недостатки транзисторных передатчиков прежде всего связаны с высокой стоимостью мощных транзисторов из-за чрезвычайно сложной технологией их производства. Меньший (как правило) коэффициент усиления по мощности транзисторов (по сравнению с лампами) приводит к большему числу каскадов, т.е. к дополнительным затратам энергии и мощности, рассеиваемой внутри передатчика. Биполярные транзисторы применяют от самых низких частот до, ориентировочно 10 ГГц. Верхняя рабочая частота f_в в генераторных транзисторах, как правило, ограничивается его усилительными возможностями, нижняя же частота f_н для биполярных транзисторов – опасностью перегрева его структуры за время протекания одного импульса тока и развитием пробоя. Но к современной связной аппаратуре предъявляются жёсткие требования к уменьшению габаритов массы и повышению технологичности.

Но так как наш передатчик работает в диапазоне частот от 180 до 190 МГц, и имеет мощность на фидере 10 Вт то выбор остановим на биполярном транзисторе.

Коэффициент полезного действия каскада связан с величиной сопротивления насыщения транзистора r_нас . Чем меньше его величина, тем меньше остаточное сопротивление в граничном режиме и выше КПД генератора. Коэффициент усиления по мощности К_Р зависит от ряда параметров транзистора: коэффициента передачи тока базы - b₀ , частоты единичного усиления f_т и величины индуктивности эмиттерного вывода L_Э . При прочих равных условиях К_Р будет тем больше, чем выше значение b₀ , f_т и меньше L_Э .

Посчитаем мощность, которую должен развивать каскад с учетом потерь в схеме согласования:

Исходя из перечисленных выше условий и учитывая Р₁ выбираем транзистор КТ920В, его параметры приведены в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

1. Расчет коллекторной цепи

Расчёт будем вести при работе транзистора в граничном режиме, поскольку максимальный КПД достигается только в граничном режиме, а также учитывая, что транзистор будет работать в линейном режиме с углом отсечки q = 90° (поскольку при таком угле отсечки достигается наилучшее соотношение КПД и коэффициента усиления) а схема оконечного каскада передатчика будет строиться по однотактной схеме ГВВ.

Коэффициент использования напряжения питания:

,