Курсовая работа: Радиопередатчик с частотной модуляцией

радиопередатчик модуляция генератор резонатор

Радиопередатчик с ЧМ

1. Назначение устройства: связной.

2. Мощность: Рвых=1,3 Вт

3. Диапазон волн (частот): fвых=310 МГц

4. Характеристики сигналов, подлежащих передаче: частотная модуляция

5. Место установки: носимый

6. Дополнительная нестабильность частоты

7. Сопротивление нагрузки: 50 Ом

8. Питание батарейное.

2. Введение

Разрабатываемый передатчик (носимый) будет использоваться для связи между группами людей. Например, между поисковыми отрядами и координационным центром, так и между отрядами, для уточнения действий, получения заданий, сообщения об окружающей обстановке. Поэтому передатчик должен обладать следующими качествами: быть достаточно простым и надежным в использовании, иметь достаточно низкие массогабаритные характеристики, иметь продолжительный ресурс работы и возможность замены элементов питания. Исходя из условий эксплуатации (вне помещений) передатчик должен быть защищен от воздействий окружающей среды и устойчив к перепадам температур.

3. Выбор и обоснование структурной схемы

Исходя из требований к передатчику, выбираем наиболее простую и экономичную в реализации схему: один генератор, умножительные и усилительные каскады. Частотную модуляцию будем осуществлять простым в реализации прямым методом, когда изменение частоты производится в задающем генераторе. Т.к. заданы высокие требования к допустимой нестабильности частоты , в качестве задающего генератора будем использовать автогенератор с кварцевым резонатором, в котором кварц работает на основной гармонике. Поэтому для получения на выходе заданной частоты f_вых =305 МГц будем использовать каскады умножения частоты. Использование транзисторных умножителей частоты позволяет, как повысить частоту (и девиацию частоты) в "n" раз, так и увеличить мощность входного сигнала, но с ростом коэффициента умножения частоты "n" падает выходная мощность и КПД, поэтому возьмем два каскада умножения частоты на 2 и на 3. Таким образом, кварцевый резонатор будет работать на частоте основной гармоники МГц. Т.к. оконечный каскад- усилитель мощности (УМ) потребляет больше всего энергии, то будем его проектировать с высоким КПД. Для возбуждения оконечного каскада и получения требуемой мощности применим цепочку каскадов УМ. В передатчике используется батарейное питание, поэтому нужно стремиться получить высокие значения КПД каскадов. Расчет начнем с оконечного каскада УМ. Примем КПД согласующих цепей η_СЦ =0.8, тогда мощность на выходе каскада , задаем его коэффициент усилением по мощности K_P =9, тогда мощность возбуждения на входе должна быть . Задаем мощность на выходе кварцевого генератора: . Далее зададим усиление по мощности каждого из каскадов на основе инженерного опыта. С учетом согласующих цепей получаем следующие значения:

1. Оконечный каскад УМ K_P =7.5, .

2. Буферный усилитель мощности, для усиления мощности после кварцевого генератора: K_P =5,

3. Умножитель частоты на 2, , K_P =5,

4. Умножитель частоты на 2, , K_P =5,

5. Умножитель частоты на 3 K_P =3,

Получаем, что промежуточный усилитель должен обеспечить . Тогда мощность на входе оконечного каскада .

Структурную схему передатчика:

,

Проведем расчет трех каскадов: выходной усилитель мощности, кварцевый генератор и умножителя частоты на 2.

4. Расчет выходного усилителя мощности

Расчет начинаем с выходного усилительного каскада, т.к. он обеспечивает необходимую выходную мощность передатчика: Рвых=1.3 Вт.

Исходные данные берем из предварительного расчета структурной схемы:

- выходная мощность каскада Рвых1=1.625 Вт,

- частота f=310 МГЦ,