Коммуникации и связь / Курсовая работа: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

Курсовая работа: Радиопередающее устройство автомобильной радиостанции

· высокий коэффициент усиления по мощности;

· высокий КПД (им в основном определяется КПД всего РПдУ в целом);

· ВКС должна обеспечивать необходимую фильтрацию и соглосов.

При разработке структурной схемы радиопередатчика определяются входные и выходные параметры отдельных каскадов, их число, тип, количество и схемы включения активных приборов (АП), решаются вопросы стабилизации частоты, модуляции и, наконец, определяются величины питающих напряжений.

Расчёт структурной схемы РПдУ включает в себя следующие основные этапы:

1. Оценка целесообразности применения одного из известных вариантов структурных схем. Выбор варианта схемы.

2. Распределение частот колебаний в различных каскадах передатчика.

3. Определение уровней колебательной мощности по каскадам.

4. Выбор АП и номиналов питающих напряжений.

5. Уплотнение (минимизация) структурной схемы передатчика.

Тип структурной схемы проектируемого передатчика выберем с ЧМ прямым методом, так как данная схема наиболее проста и позволяет обеспечить все требуемые параметры РПдУ. Выбранный тип схемы представлен на рис.1.

Рис.1. Линейная структурная схема передатчика с ЧМ (прямой метод).

Расчёт структурной схемы радиопередатчика следует начать с конца:

1. Выходной усилитель: Вт ,

пусть КПД ВКС ,

тогда Вт .

Рабочая частота ВУМ Гц . Этим требованиям удовлетворяет транзистор КТ-920В. Его параметры: Гц , (остальные параметры транзистора приведены в разделе №4).

Найдём его коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте: Вт . Это, конечно же, много. То есть, данная приближённая формула в этом случае не работает (она даёт слишком завышенный результат). Поэтому предположим, что . ВУМ и все остальные каскады предварительного усиления целесообразно собрать по схеме с общим эмиттером (ОЭ), так как f_о < f_гр и используемые транзисторы имеют два эмиттерных вывода, для уменьшения индуктивности общего вывода. Постоянное базовое смещение следует взять равным нулю, так как при этом угол отсечки коллекторного тока близок к оптимальному (90^о ) и схема упрощается. Таким образом, мощность, необходимая для возбуждения ВУМ: Вт . Эту мощность должен развивать на выходе ПУМ1.

2. Промежуточное усиление: каскадами ПУМ необходимо добиться усиления мощности автогенератора до величины Р`. Р_АГ =1...2 мВт (это будет показано позже). Рабочая частота их Гц , как и у ВУМ. ПУМ1: КТ-920А , его энергетические параметры: U_кэ =12,6В , для получения на выходе Вт необходимо на вход подать мощность мВт , которую должен развивать ПУМ2. АП в ПУМ2 выберем транзистор КТ-343А . Его параметры Р_{к доп} =150 мВт , , U_кэ =12,6В . Тогда мВт .

3. Умножитель частоты: для получения необходимой рабочей частоты следует использовать УЧ с коэффициентом умножения 2. АП в нём можно использовать тот же, что и в ПУМ2: транзистор КТ-343А , но так как КПД УЧ меньше, чем у УМ, то меньше и коэффициент усиления. Его приближённо можно посчитать по формуле . Тогда мощность, требуемая от автогенератора мВт . Так как эту мощность, как будет показано позже, автогенератора может отдавать в нагрузку, то на этом предварительное усиление сигнала можно прекратить.

4. Буферный усилитель: в рассматриваемом случае можно опустить, так как имеем не высокую рабочую частоту. Его роль (развязку автогенератора с каскадами ПУМ) будет выполнять УЧ.

5. Задающий генератор, система автоматической подстройки частоты и частотный модулятор: в качестве этого используем автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты и варикапным управлением. АП является всё тот же КТ-343А . Кварцевый автогенератор является составной частью возбудителей, синтезаторов частоты, радиопередающих и радиоприёмных устройств, а также аппаратуры для частотных и временных измерений. По принципу использования кварцевого резонатора схемы КАГ можно классифицировать по трем группам: осцилляторные , фильтровые, схемы с затягиванием частоты. В фильтровых схемах КАГ КР включается последовательно в цепь обратной связи и работает точно на частоте последовательного резонанса КР. Сопротивление КР на этой частоте чисто активное и имеет минимальное значение, что ведёт к резкому увеличению коэффициенту передачи цепи обратной свызи и выполнению условий самовозбуждения КАГ. Достоинство этих схем: относительно большой уровень отдаваемой мощности (на один-два порядка выше чем у оцилляторных схем). В осцилляторных схемах кварцевый резонатор является элементом контура и играет роль индуктивности. Основным достоинством этих схем является простая схемная реализация и малые значения относительной нестабильности частоты колебаний. Но уровень колебательной мощности, который они могут генерировать при сохранении параметров КР, невелик и составляет единицы и десятки милливатт. Этот недостаток можно избежать при использовании в схеме дополнительного каскада промежуточного усиления. Более высокой стабильностью частоты обладает емкостная трёхточка, поэтому будем проектировать КАГ по осцилляторной емкостной трехточечной схеме (рис.2).

Рис.2. Электрическая схема осцилляторного КАГ по схеме емкостной трёхточки.

6. ВКС: П-фильтр с дополнительной ёмкостью, обеспечивает согласование выходного сопротивления АП с входным сопротивлением фидера, канализирующего ВЧ энергию к антенне, и фильтрацию побочных и внеполосных излучений, основную долю которых составляют высшие гармоники выходного тока ВУМ.

Таким образом, структурная схема проектируемого РПдУ упрощается. Она изображена на рис.3.

Рис.3. Структурная схема проектируемого передатчика.

По техническому заданию необходимо рассчитать два основных каскада полученной структурной схемы: КАГ и ВУМ с ВКС. Эти каскады определяют основные параметры и характеристики РПдУ такие, как КПД, мощность в антенне, стабильность частоты и уровень побочных излучений.