Курсовая работа: Связные радиопередающие устройства с частотной модуляцией

W_{з N} = = = 1,77.

8. При выборе схемы фильтра необходимо обеспечить малое входное сопротивление на частотах высших гармоник. В частности, для однотактного УМ ФНЧ должен начинаться с емкости. Для рассматриваемого случая a_ф2 = (20 - 30) дБ и W_з2 = (1,5 - 1,8) необходимо применить фильтр Кауэра (эллиптический), имеющий равноколебательную АЧХ в полосе пропускания и АЧХ с "всплесками" в полосе задерживания. Используя диаграмму для оценки порядка эллиптического ФНЧ и данные таблиц "Справочника по расчету фильтров" Р. Зааля, выбираем фильтр 4-го порядка С0408b-37 с Da = 0,0279 дБ, W_з = 1,771353621, a_ф = 28,1 дБ, коэффициентом отражения r = 8%.

Рис.7 Схема эллиптического ФНЧ

Нормированные значения элементов фильтра:

С₁ ’ = 0,642980 Ф

С₂ ’ = 0,288778 Ф

С₃ ’ = 1,344509 Ф

L₂ ’ = 0,942820 Гн

L₄ ’ = 0,750226 Гн

Для преобразования нормированных величин в реальные их необходимо умножить на коэффициент преобразования. Нормированная индуктивность и емкость умножаются на постоянные К_L и К_С , которые вычисляем с помощью следующих формул:

,

где все величины выражены в генри, фарадах, омах и герцах.

Вычисляем требуемые значения элементов фильтра:

С₁ = С₁ ’^. K_C = 11,37038 пФ

С₂ = С₂ ’^. K_C = 5,106716 пФ

С₃ = С₃ ’^. K_C = 23,77614 пФ

L₂ = L₂ ’. K_L = 41,6818 нГн

L₄ = L₄ ’. K_L = 33,16727 нГн

Для рассчитанного ФНЧ с помощью пакета схемотехнического моделирования OrCAD9.1 был получен график АЧХ, приведенный на рис.8.

Рис.8 АЧХ согласующей и фильтрующей цепочек

Из приведенного графика АЧХ видно, что согласующая П-образная цепь и фильтр обеспечивают фильтрацию высших гармоник примерно на 52 дБ, что удовлетворяет требованию технического задания.

Произведем конструктивный расчет катушек L₂ и L₄ .

Главной задачей данного конструктивного расчёта является расчёт геометрии катушек индуктивности входящих в состав выходного фильтра.

Это необходимо для выполнения помимо требований к заданной индуктивности, высокой добротности, определённой стабильности, также и требований к электрической прочности, допустимого нагрева, механической прочности и т.д.

В транзисторных ступенях благодаря низким значениям постоянного и переменного напряжений электрическую прочность обеспечить не трудно: расстояния в несколько десятых долей миллиметра между витками достаточно, чтобы напряжённость поля не превышала допустимую: 500 - 700 В/мм по воздуху и 250 - 300 В/мм по поверхности керамического или другого подобного каркаса.

Вместе с тем ток радиочастоты, протекающий по катушке, может достигать большой величины и вызвать её значительный нагрев.

Приближенно можно считать, что действующее на LC- элементах напряжения и токи в 3 - 5 раз больше номинальных значений напряжения и тока в нагрузке R_н .