Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Тема- Передатчик судовой подвижной службы предназначенный для связи береговых служб с морскими судами и меж

Работа добавлена на сайт samzan.net:


Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра Радиоэлектронных средств защиты информации

КУРСОВАЯ РАБОТА

Дисциплина: Устройства генерирования и формирования сигналов

Тема: Передатчик судовой подвижной службы, предназначенный для связи береговых служб с морскими судами и между судами

Выполнил студент гр. 3097/2           (подпись)                                          В. М. Фадеев

Руководитель                                     (подпись)                                          А.М.Марков

                                                                                                               «09» июня2011 г.

Санкт-Петербург

2011

Содержание

1. Техническое задание…………………………………………………………………….3стр.

2. Оконечный каскад……………………………………………………………………….4стр.

3. Согласующее устройство ……………………………………………………………….7стр.

4. Предоконечный каскад………………………………………………………………….10стр.

5. Выходная фильтрующая система………………………………………………………12стр.

6.Опорный генератор возбудителя. Кварцевый автогенератор………………………...15стр.

7. Принципиальная схема устройства…………………………………………………….19стр.

8. Список использованной литературы…………………………………………………...20стр.


Техническое задание

Рассчитать передатчик судовой подвижной службы, рассчитанный для связи береговых служб с морскими судами и между судами.

•    Максимальная мощность сигнала в антенне (Pa) – 1500 Вт.

•    Диапазон рабочих частот 0.4-3 МГц

•    Нагрузка – симметричный фидер волновым сопротивлением 50 Ом. Коэффициент бегущей волны (КБВ) на входе фидера равен 0.85, КПД фидера равен 0.95.

•    Модуляция – R3E – однополосная телефония с ослабленной несущей.

•    В возбудителе содержится синтезатор с шагом рабочих частот – 150 кГц.

•    Мощность допустимых излучений на высших гармониках несущей частоты – 50 мВт.

Порядок расчета:

•    Опорный генератор возбудителя – кварцевый автогенератор (рассчитать на частоту 1.5 МГц). Однополосная модуляция реализуется методом многократной балансной модуляции. Выходная мощность возбудителя равна менее 0.01 Вт.

•   Оконечный каскад – однотактный усилитель на тетроде. Предоконечный каскад – однотактный транзисторный усилитель.

•    Цепь связи оконечного каскада с предоконечным – неперестраиваемая резонансная.

•    Выходная фильтрующая система (ВФС) представляет собой неперестраиваемый фильтр.

•    Принципиальная схема устройства.

Оконечный каскад

Оконечный каскад – однотактный усилитель на тетроде.

Выбираем тетрод из расчёта на мощность,  большую той, которую тетрод должен отдавать.(P1>Pколеб)

Вт  , где ηф=0.85, ηвкс=0.9

 

Выберем тетрод ГУ-73Б -генераторный тетрод для усиления однополосного сигнала на частотах до 250МГц. Оформление-металлокерамическое, с кольцевыми выводами электродов.

Его характеристики:

fmax=250 МГц

Pа_доп=2.5 кВт

Рмакс= 4 кВт

Еа макс = 3.2кВ

Ес2_доп= 0.3 кВ

Uн = 27 В

Iн = 4.6 А

Спроходн. = 0.2 пФ

Свых. = 23 пФ

Свх. = 155 пФ

S = 92.5 мА/В

k = 0.35

D = 0.003

|Ec0| = 20 В

Режим работы – недонапряженный, класс В (θ=90ᵒ).

Расчет генератора проводится при заданной мощности сигнала в антенне Pант = 1500 Вт

Порядок расчёта ГВВ на триоде в граничном режиме:

  1.  Коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов с углом отсечки θ:

  1.  Напряжение отсечки:

В


  1.  Анодное напряжение:

В

  1.  Коэффициент использования анодного напряжения:

  1.  Амплитуда напряжения на аноде:

В

  1.  Амплитуда первой гармоники анодного тока:

А

  1.  Постоянная составляющая анодного тока:  

А

  1.  Мощность, потребляемая анодной цепью:

Вт

  1.  Мощность, рассеиваемая  на аноде. Значение мощности не должно превышать допустимого:

Вт

Pанод_расс<Pa_доп.= 2.5 кВт

  1.  Коэффициент полезного действия анодной цепи при номинальной нагрузке:

  1.  Сопротивление анодной нагрузки:

Ом


  1.  Амплитуда напряжениявозбуждения:

В


  1.  Напряжение смещения:

  1.  Минимальное напряжение на сеткедолжно быть не меньше допустимого:

>ec_min_доп. = -150 В

  1.  Максимальное напряжение на сетке:

В

Следовательно ток сетки ic = 0, значит надо ставить резистор, который будет обеспечивать коэффициент усиления по мощности Кр = 25. Тогда:

Входная мощность:

Вт

Дополнительный резистор:

Ом

Напряжение экранирующей сетки:

Ec2доп = 300    В

В

  1.  Постоянная составляющая тока экранирующей сетки и мощность, рассеиваемая на ней:

- глубина модуляции напряжения питания экранирующей сетки

А     (Кацнельсон)

А

< Pc2доп = 35 Вт

Рис.1 Оконечный каскад – однотактный ГВВ на тетроде

Согласующее устройство


Рис.2 Согласующее устройство.

Т.к. по условию ВФС нужно рассчитать неперестраиваемый фильтр, то расчет согласующего устройства производится на нижней частоте – 0.4 МГц. Длина антенны lант равна 2м, радиус антенны а= 4см. Длина фидера lф равна 20 см, ссвет=3*108 м/с – скорость света.

Тогда:

м

Т.к. k*lант много меньше единицы, то можно использовать упрощенные формулы:

Ом


Ом

Расчет элементов согласующего устройства (W=50Ом – волновое сопротивление фидера):

Ом

Ом

Тогда номиналы элементов согласующего устройства равны:

Гн

Ф

Проверка ( расчет сопротивления согласующего устройства) :

Ом

Из этого можно сделать вывод, что номиналы элементов согласующего устройства вычислены верно.

Найдем входное сопротивление фидера (lф=0.2м – длина фидера):

Ом

Полное сопротивление согласующего устройства на удвоенной частоте (2fн):

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Входное сопротивление фидера на удвоенной частоте (2fн):

Предоконечный каскад

Предоконечный каскад  - однотактный транзисторный усилитель.Положим

η_МЦС = 0.99.

Входная мощность оконечного каскада равна выходной мощности предоконечного каскада:

PвхОК= 70.175 Вт

Тогда мощность, которую должен отдавать БТ в свою нагрузку:

Вт

Выберем биполярный транзистор 2Т9131А (табл.1.1, стр.20, №18)

Его характеристики:

rнас=0.1 Ом

h21>10

fт=100 МГц

Ск=800 пФ

Сэ=10000 пФ

Eк_доп=50 В

Ебэ_доп=4 В

F=1.5 – 30 МГц

Режим работы – граничный, класс В (θ=90ᵒ).

  1.  Напряжение коллекторного питания:

В

  1.  Амплитуда напряжений первой гармоники на коллекторе:  

В

В

e_к_max<e_к_доп = 100 В

  1.  Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:  

А

  1.  Постоянная составляющая коллекторного тока:

А

  1.  Максимальный коллекторный ток:

А< Iк_max_доп = 40 А

  1.  Максимальная мощность, потребляемая от источника питания:

Вт

  1.  КПД коллекторной цепи при номинальной нагрузке:

  1.  Максимально рассеиваемая мощность на коллекторе транзистора:

Вт

  1.  Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки для транзистора:

Ом  =  Rвх_Ок=5.875, следовательно МЦС можно не ставить

Рис.3 Предоконечный каскад – однотактный транзисторный усилитель

ВФС

Т.к. есть высшие гармоники тока, выбираем схему ВФС в виде полосового фильтра. ВФС представляет собой неперестраиваемый фильтр, поэтому разбиваем диапазон частот на 15 поддиапазонов.([0.4; 0.46],[0.46; 0.529], [0.529; 0,6084],[0.6084; 0.7], [0.7; 0.805],[0.805;0.9258], [0.9258;1.065], [1.065; 1.225], [1.225; 1.409], [1.409; 1.62], [1.62; 1.863], [1.863; 2.1425], [2.1425; 2.465], [2.465; 2.855], [2.855;3] МГц)

Расчёт производится для первого поддиапазона [0.4 : 0.46] МГц

Свых=23 пФ – выходная ёмкость тетрода

Qвфс=5.164 – добротность ВФС

fнвфс=0.4 МГц

fввфс=0.46 МГц

Для выполнения неравенстваfн вфс-fв вфс<=(2*π*fн вфс*α1)/Qвфс, разбиваем изначальный диапазон частот на 15 диапазонов, соответственно Qвфс увеличиваем до 5.164 для обеспечения табличного значения α1=0.7751.

  1.  Расчёт ёмкости С1 :

Ф

  1.  Расчёт коэффициента α1вфс для таблицы 3.7 :

Тогда из таблицы 3.7

α1вфс=α3вфс=0.7751

α2вфс=1.0689

  1.  Расчёт номиналов элементов ВФС:

Гн

Ф

Гн

Ф

Гн

  1.  Так как R_n=Rэкв=1989 Ом и не равно W=50 Ом , то воспользуемся понижающим преобразованием Нортона:

, где  1>V>L1`/(L1`+L2`)

Гн

Гн

Гн

Гн

Ф

Ф

Тогда Rn=R_n=50 Оми совпадает с W

Получим схему:

Рис.5 ВФС после преобразования Нортона.

  1.  Общее сопротивление фильтра на частоте 2*fн:

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Тогда сопротивление ВФС:

То есть Z_2fн=3.25*10-7– 274.004iОм

  1.  Проверим, что Ua1>>Ua2:

Ia1=1.328 А

А

А

В

В

Тогда :<<1 , значит условие выполняется.

  1.  Проверим условие Pколеб_2=|Iк2|2*Re(Z_2fn)/2<50мВт:

Вт

Условие выполняется, значит, высшие гармоники подавляются.

Опорный генератор возбудителя. Кварцевый автогенератор

Рис.6 Кварцевый автогенератор.

Для расчётов был выбран биполярный транзистор ГТ311. Его характеристики:

fт=300 – 800 МГц

Sгр= 0.05 А/В

β0= 50

Eб0= 0.25 В

Ск = 3 пФ

rб = 60 Ом

Uкдоп= 12 В

Uб-эдоп= 2 В

iкдоп= 0.05 А

Pк доп = 0.15 В

  1.  Амплитуда импульса коллекторного тока:

А

  1.  Угол отсечки коллекторного тока возьмём θ=80град. Тогда:

α0=0.285

α1=0.472

Определим крутизну по приближенной формуле:

Граничная частота транзистора по крутизне:

Гц

Средняя крутизна по первой гармонике:

где S0-значение крутизны на низких гармониках

Фазовый угол средней крутизны:


  1.  Первая гармоника коллекторного тока:

А

  1.  Выбираем кварцевый резонатор со следующими параметрами:

fкв = 1.499972 МГц

Rкв = 270 Ом

Qкв = 30*103

С0= 5 пФ

Расчет элементов колебательной системы:

  1.  Обобщённая расстройка:

  1.  Реактивное сопротивление кварцевого резонатора на частоте генерации:

Ом

  1.  Полное реактивное сопротивление ветви контура:

Ом

  1.  Вычислим произведение:

  1.  Амплитуда первой гармоники тока через кварцевый резонатор:

А

  1.  Амплитуда первой гармоники напряжения на базе транзистора:

В

  1.  Сопротивление конденсатора С2:

Ом

  1.  Сопротивление конденсатора С1:

Ом

  1.  Сопротивление конденсатора С3:

Ом

  1.  Ёмкости конденсаторов колебательной системы:

Ф

Ф

Ф

Расчет режима работы транзистора:

  1.  Амплитуда напряжения на коллекторе:

В

  1.  Постоянное напряжение на коллекторе транзистора:

В

  1.  Проверка недонапряженного режима работы:

В

  1.  Модуль эквивалентного сопротивления колебательного контура:

Ом

  1.  Мощность потребляемая транзистором от источника коллекторного напряжения:

Вт

  1.  Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

Вт

  1.  Выходная мощность АГ:

Вт

  1.  Коэффициент полезного действия транзистора:

  1.  Постоянная составляющая тока базы:

А

  1.  Напряжение смещения на базе:

В

Расчет элементов цепей питания

  1.  Индуктивность дросселя в цепи коллекторного питания:

Гн

  1.  Сопротивление в эмиттерной цепи Rэ:

Ом

  1.  Напряжение источника коллекторного питания:

В

Расчет цепи базового питания транзистора:

  1.  Сопротивление базового делителя:

25*X2<Rд<6*Rэ

Возьмем Rд=3500 Ом, тогда

Ом

  1.  Расчет емкости блокировочного конденсатора Сэ:

Ф

Принципиальная схема:

Список использованной литературы:

  1.  В.В. Шахгильдян «Проектирование радиопередатчиков» - Москва, «Радио и связь», 2003г.
  2.  В.В. Шахгильдян «Радиопередающие устройства» - Москва, «Радио и связь», 1990г.
  3.  Б.В.Кацнельсон «Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы» - Москва, «Радио и связь», 1985г.

19




1. Симоненко ВДТехнология - базовый уровень - 10-11 классы
2.  Требуется выбрать РТК обеспечивающее максимальную суммарную производительность в пределах установленног
3. Публичные коммуникации в трудные времена или как говорить про кризис
4. Но не знали у кого Конечно чтобы спросить есть друг Интернет но не каждый им
5. Введение Холодильное консервирование ~ эффективный способ обработки и хранения продуктов питания
6. первых на работе а вовторых в семье
7. СОГЛАСОВАНО.html
8. Вопросы качества вод суши Реки в их естественном состоянии выполняют роль дренажных систем собирающих сто.html
9. Поняття світогляду і його структура
10. В современном обществе чем большее количество информации имеется в Вашем распоряжении тем проще будет
11. Правоспособность и дееспособность в римском прав
12. Лабораторная работа 1
13. Зарождение сознания в человеке
14. Тема 1 Особенности философского способа понимания права
15. черной пятницей американские и британские покупатели отправятся за обновками и подарками в Интернет
16. учение большинства[1] направление в буддизме появившееся после раскола в общине на Втором буддийском собо
17. проектируемой или реально существующей
18. А Дании В какой из перечисленных стран доля расходов социального направления наиболее низкая Г Испании
19. Британские острова
20. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук Київ ~1

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе