17

ЗМІСТ

ВСТУП ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ НА ПРОЕКТУЄМИЙ РАДІОПЕРЕДАВАЧ РОЗРАХУНОК ТА СКЛАДАННЯ СХЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СТРУКТУРНОЇ СКЛАДАННЯ СХЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРИНЦИПОВОЇ РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ РЕЖИМІВ КІНЦЕВОГО КАСКАДУ РЧ ТРАКТУ ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВИХІДНОЇ КОЛИВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ТА ЕЛЕМЕНТІВ СХЕМИ КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК БЛОКУЮЧОГО ДРОСЕЛЯ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ ВИСНОВОК ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ Додаток A. Схема електрична структурна Додаток B. Схема електрична принципова Додаток C. Перелік елементів

Арк. 3 4 5 8 9 12 14 16 17

ВСТУП

Дослідження у галузі зв'язку та радіотехніки при створенні радіопередавальних пристроїв засноване на використанні транзисторів, кварцових резонаторів. Нові види модуляції і методи стабілізації частоти супроводжуються кількісними змінами параметрів радіопередавачів: зменшенням розмірів і споживаної потужності, підвищенням стабільності і ККД, розширенням частотного діапазону і т . д..

Сучасний радіопередавач складається з таких конструктивних частин:

• Задаючий генератор частоти несучої хвилі;

• Модулюючий пристрій, що змінює параметри випромінюваної хвилі;

• Кінцевий підсилювальний каскад, який збільшує потужність промодульованої несучої;

• Пристрій сполучення з антеною;

• Антена, яка забезпечує необхідні характеристики випромінюваного сигналу.

В даній роботі досліджена можливість розробки радіопередавача канального блоку базової станції мобільного зв’язку (основні параметри:

P_~A = 5 Вт, f_P = 960 МГц, ∆f = 25 кГц, P_~AГ=15 мВт). Робота являє собою складний комплекс питань схемного та розрахункового характеру, в яку входить вибір електронних пристроїв (ЕП), структурної на принципової електричних схем, джерел живлення для забезпечення стабільної роботи при заданих зовнішніх умовах.

Усі сучасні передавачі будуються по багатоступінчатій схемі. Це обумовлено високими вимогами до допустимої нестабільності частоти передавачів та принципової можливості реалізації таких вимог тільки в малопотужних автогенераторах. Тому, для одержання великої потужності, необхідно після збуджувача (автогенератора) розташовувати підсилювач (генератор з зовнішнім збудженням) з великим коефіцієнтом підсилення по потужності. Реалізувати необхідний коефіцієнт підсилення по потужності можливо шляхом послідовного включення кількох ступенів підсилення, поступово збільшуючи потужність.

До радіопередавачів пред’являються високі вимоги по надійності, тому при розробці таких передавачів необхідно вибирати електронні прилади з великим запасом по потужності.

1. Технічні вимоги на проектуючий радіопередавач.

Радіопередавач канального блоку базової станції мобільного зв’язку, що проектується, повинен мати такі технічні параметри:

• потужність на виході радіопередавача – P_~A =5 Вт;

• робоча частота – f_P=960 МГц

• ширина радіоканалу вид – ∆f = 25 кГц;

• потужність автогенератора – P_~AГ=15 мВт;

• структура радіопередавача – одноблочна;

Схема електрична структурна повинна дати повну уяву про радіопередавач: кількість каскадів, типи електронних приладів, спосіб модуляції, джерела живлення, система керування, контролю, охолодження та інших допоміжних пристроїв.

Перед тим, як приступити до складання структурної схеми передавача, необхідно вибрати шляхи реалізації технічних вимог.

При побудові РЧ трактів передавачів з P_~A 1 кВт, їх необхідно проектувати на генераторних ВЧ транзисторах або мікросхемах.

Всі каскади передавачів мобільного зв’язку будуються з резонансною навантажувальною системою (НС). В передавачах телебачення та радіомовлення можливе використання каскадів з резонансною НС, але можливе тільки використання лише кінцевого каскаду і автогенератора з резонансною НС, а проміжні каскади – з аперіодичною навантажувальною системою в вигляді трансформатора довгої лінії. Якщо каскад будується з аперіодичною НС то при потужності _~ 5 Вт він будується по двотактній схемі, а якщо _~< 5Вт, то по однотактній схемі.

2. Розрахунок та складання схеми електричної структурної.

2.1. Необхідна номінальна потужність електронного приладу (ЕП) кінцевого каскаду:

(1)

де - коливальна (корисна) потужність в навантаженні (антені);

- ККД вихідної навантажувальної системи, = 0,85…0,95.

Візьмемо = 0,88, тоді:

2.2. Визначаємо необхідну граничну (максимальну) частоту ЕП (транзисторів) F_max;

Для одночастотних передавачів (в даному випадку – для передавача базової станції стандарту GSM) використовується формула [1]:

F_max > (1.5…2)f_p; (2)

F_max > (1.5…2)*960 МГц > 1440 МГц

Приймаємо F_max=1440 МГц

В каскаді застосовується резонансна навантажувальна система. Тоді каскад можна будувати на транзисторах за однотактною схемою з потужністю 150 Вт [1].

Конструктивна потужність транзистора з урахуванням перевантаження повинна бути:

; (3)

За довідником вибираємо транзистор 2t948б з параметрами для використання в кінцевому каскаді:

Р = 20 Вт;

f_T=1950 МГц – гранична частота транзистора;

Е_к=45В – максимально допустима напруга колекторного переходу.

2.3. Визначаємо потужність транзистора передкінцевого каскаду (позначимо його n-1) по [1]:

; (4)

де - коефіцієнт відношення потужностей каскадів розміщених один за одним (приблизний коефіцієнт підсилення n-ого каскаду). Для транзисторних каскадів працюючих в режимі підсилення РЧ коливань – N_p= 10 [1].

Розрахунок проводиться до потужності, яку може забезпечити автогенератор (P_~AГ=15 мВт), що є початковою величиною для розрахунку.

Проводимо розрахунок конструктивних потужностей ЕП для кожного з проміжних каскадів з використанням формули (3):

По конструктивним потужностям і частоті f_T вибираються відповідні транзистори n-p-n на однакову напругу Е_к, для зменшення кількості джерел живлення в передавачі [2], (табл.1).

Таблиця 1. Електроні прилади для використання в каскадах передавача.

Номер каскаду	Марка транзистора	Вихідна потужність каскаду, Вт	Потужність транзистора, Вт	fT, МГц	Ек, В.	Екном,В.
N	2T948Б	5.7	20	1950	45	32
n-1	2Т634А-2	0.57	1,2	1500	50	12
n-2	2Т3120А	0,057	0,1	1800	15	12
n-3(АГ)	2Т3120А	0,015	0,1	1800	15	12

На рис. 1 и в додатку A наведена структурна схема радіопередавача стандарту GSM.

Рис. 1. Структурна схема радіопередавача стандарту GSM