3.5 Распределение частот для тв и овч чм вещания в диапазоне овч

Таблица 3.6

Номер канала	Полоса частот, МГц	Несущая частота, МГц
		изображения	звукового сопровождения
1	48,5…56,5	49,75	56,25
2	58,0…66,0	59,25	65,75
ОВЧ ЧМ	66,0…73,0	–	–
3	76,0…84,0	77,25	83,75
4	84,0…92,0	85,25	91,75
5	92,0…100,0	93,25	99,75
6	174,0…182,0	175,25	181,75
7	182,0…190,0	183,25	189,75
8	190,0…198,0	191,25	197,75
9	198,0…206,0	199,25	205,75
10	206,0…214,0	207,25	213,75
11	214,0…222,0	215,25	221,75
12	222,0…230,0	223,25	229,75

3.6 Распределение частот для тв вещания в диапазоне увч

Таблица 3.7

Номер канала	Полоса частот, МГц	Несущая частота, МГц
		изображения	звукового сопровождения
21	470…478	471,25	477,75
22	478…486	479,25	485,75
23	486…494	487,25	493,75
24	494…502	495,25	501,75
25	502…510	503,25	509,75
26	510…518	511,25	517,75
27	518…526	519,25	525,75
28	526…534	527,25	533,75
29	534…542	535,25	541,75
30	542…550	543,25	549,75
31	550…558	551,25	557,75
32	558…566	559,25	565,75
33	566…574	567,25	573,75
34	574…582	575,25	581,75
35	582…590	583,25	589,75
36	590…598	591,25	597,75
37	598…606	599,25	605,75
38	606…614	607,25	613,75
39	614…622	615,25	621,75

Продолжение таблицы 3.7

40	622…630	623,25	629,75
41	630…638	631,25	637,75
42	638…646	639,25	645,75
43	646…654	647,25	653,75
44	654…662	655,25	661,75
45	662…670	663,25	669,75
46	670…678	671,25	677,75
47	678…686	679,25	685,75
48	686…694	687,25	693,75
49	694…702	695,25	701,75
50	702…710	703,25	709,75
51	710…718	711,25	717,75
52	718…726	719,25	725,75
53	726…734	727,25	733,75
54	734…742	735,25	741,75
55	742…750	743,25	749,75
56	750…758	751,25	757,75
57	758…766	759,25	765,75
58	766…774	767,25	773,75
59	774…782	775,25	781,75
60	782…790	783,25	789,75
61	790…798	791,25	797,75
62	798…806	799,25	805,75
63	806…814	807,25	813,75
64	814…822	815,25	821,75
65	822…830	823,25	829,75
66	830…838	831,25	837,75
67	838…846	839,25	845,75
68	846…854	847,25	853,75
69	854…862	855,25	861,75
70	862…870	863,25	869,75
71	870…878	871,25	877,75
72	878…886	879,25	885,75
73	886…894	887,25	893,75
74	894…902	895,25	901,75
75	902…910	903,25	909,75
76	910…918	911,25	917,75
77	918…926	919,25	925,75
78	926…934	927,25	933,75
79	934…942	935,25	941,75
80	942…950	943,25	949,75
81	950…958	951,25	957,75

7. Требования к стабильности частоты

Требования к стабильности частоты определяются допустимыми нестабильностями частоты радиопередатчика, зависящими от его диапазона и назначения. Часть этих требований, рекомендованных «Нормами на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков всех категорий и назначений», приведена в таблице 3.8. Они во многом определяются электромагнитной совместимостью радиосредств.

Таблица 3.8

Полоса частот, включая верхний и исключая нижний пределы, кГц	Категория станции	Допустимые отклонения частоты, Гц
10…535 535…1605 1605…4000 (4…29,7)103 (29,7…100)103	Радиовещательные Радиовещательные Подвижные для судов: - спасательных; - воздушных. Радиовещательные Сухопутные береговые станции мощностью: - менее 500 Вт; - более 500 Вт. Радиовещательные Радиовещательные (кроме телевизионных): - менее 50 Вт; - более 50 Вт. Телевизионные ( звук и изображение): - менее 1000 Вт; - более 1000 Вт. Космические	10 10 30 20 10 50 30 10 50 20 40 100 30

В ряде случаев может быть задана относительная нестабильность частоты, например:

для КВ передатчиков магистральной связи с ОМ ε = (1…5)10^-7 ;

для передатчиков низовой связи ε = (5…30)10^-6 ;

для передатчиков радиорелейной и спутниковой связи ε = (20…50)10^-7 ;

для широкополосных передатчиков цифровых РРЛ ε = (1…5)10^-3 ;

для возбудителей телевизионных передатчиков 6-12 каналов МВ и ДМВ диапазона ε = (1…5)10^-8 .

О методах обеспечения заданной стабильности частоты можно узнать из [13].

4 Расчетная часть курсовой работы

4.1 Расчет структурной схемы передатчика

Расчет структурной схемы передатчика начинают с выбора лампы или транзистора в оконечном каскаде, но при этом следует учитывать построение структурных схем типовых передатчиков. Необходимо обратить внимание, из скольких полукомплектов состоит пе­редатчик, на вид используемой в нем модуляции, количест­во фильтрующих систем между антенной и выходным каскадом, количество усилительных элементов в каскаде.

Усилительный элемент выходного каскада передатчика с коллекторной, анодной или анодно-экранной модуляцией выбирается на мощность

. (4.1)

Для передатчиков с однополосной или частотной модуляцией, амплитудной или частотной манипуляцией, телевизионных передатчиков изображения мощность составит

. (4.2)

Для передатчиков с амплитудной модуляцией, осуществляемой в маломощных каскадах или на управляющую сетку выходного каскада (последнее применяется редко), мощность составит

, (4.3)

где n – число, учитывающее количество полукомплектов либо количество ЭП в каскаде;

- КПД симметрирующих широкополосных трансформаторов с ферритовым сердечником, который применяется при переходе от несимметричного (однотактного) выхода передатчика для подключения к симметричным фидерам, ;

- КПД моста сложения мощностей, которые применяются обычно в передатчиках большой мощности (обычно радиовещательных) для повышения надежности их работы. Такие передатчики состоят из двух полукомплектов, каждый из которых может работать самостоятельно, ;

- КПД телевизионного фильтра, который обычно стоит между фидером и передатчиком и не пропускает частоты выше 35-40 МГц, т.е. частоты каналов телевизионного вещания, ;

- КПД резонансной фильтрующей системы, который зависит от мощности излучения передатчика и диапазона рабочих частот.

Примерные значения выходных ступеней передатчиков приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Диапазон волн	Мощность передатчика, кВт
	1-5	5-20	20-100	100-500
Длинные и средние волны	0,75-0,8	0,8-0,85	0,85-0,9	0,9-0,95
Короткие волны	0,7-0,75	0,75-0,8	0,8-0,85	0,85-0,9
Ультракороткие волны	0,75-0,8	0,8-0,85	-	-

После определения мощности с учетом рабочей частоты по справочнику выбирают транзистор или лампу.

Далее, учитывая вид применяемой в оконечной ступени модуляции, ее режим работы, схему включения и крутизну ЭП, по таблице 4.2 или по справочнику ориентировочно определяют коэффициент усиления по мощности каскада.

Вычислим ориентировочное значение мощности (n-1) каскада

, (4.4)

где - выходная мощность n-го каскада (выходного).

На эту мощность и рабочую частоту выбирают лампу или транзистор (n-1) каскада. Ориентировочные значения Кр приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Виды модуляции	Напряженность режима	Тип лампы	Схема
1. Резонансные каскады

Продолжение таблицы 4.2

Усиление колебаний с постоянной амплитудой (А1, F1, F6)	Слабо перенапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	20-30	60-80
		Тетроды, пентоды	ОС	-	12-15
		Триоды	ОК ОС	10-12 5-7	12-15 10-12
Умножение частоты в n раз, n=2 или 3	Слабо перенапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	(20-30)/n
		Триоды	ОК ОС	(10-12)/n (5-7)/n
Усиление модулированных по амплитуде колебаний (А3, А3j, А3В)	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОКI)	15-25	40-50
		Тетроды, пентоды	ОС	8-10	12-15
		Триоды	ОК I) ОС	10-12 5-7	12-15 10-12
Анодно-экранная амплитудная модуляция (А3)	Граничный, слабо перенапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	15-20	30-50
Анодная комбинированная амплитудная модуляция	Перенапряженный	Триоды	ОК ОС	10-12 5-7	12-15 10-12
2. Широкополосные каскады при полосе частот от 1,5-2 до 25-30 МГц
Усилитель с распределенным усилением с числом активных звеньев до 10	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	30-100
Усилитель с широкополосными трансформаторами	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	3-10
О дноламповый усилитель, нагруженный на согласованный фильтр	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	3-10

Для каскадов УМК указано с учетом потерь мощности в балластных сопротивлениях.

Используя эту формулу последовательно от более мощной к менее мощной ступени, выбирают ЭП в остальных каскадах передатчика.

При этом необходимо учитывать, что в промежуточных кас­кадах, где осуществляется переход к однотактной схеме с двухтактной, увеличивается мощность, требуемая от однотактной схемы каскада, в два и более раз.

В автоматизированных передатчиках, в промежуточных мало­мощных каскадах применяются широкополосные усилители часто в виде усилителей с распределенным усилением (УРУ), где в качест­ве нагрузки используются широкополосные трансформаторы.

В современных передающих устройствах маломощные каскады ( Вт) строят на современных высокочастотных транзисто­рах. Предварительные каскады работают в классе А или АВ. Более мощные оконечные каскады строят на транзисторах в классах АВ и В по блочно-модульному принципу с применением квадратурных мостов сложения [10].

Самая первая ступень высокочастотного тракта передатчика – это возбудитель, который обычно выбирают стандартным при работе в заданном рабочем диапазоне частот и требуемым родом работы ( таблица 4.3).

Таблица 4. 3

Тип возбудителя	Диапазон частот, МГц	Относи-тельная нестабиль-ность частоты	Вид работы	В	Ом	Уровень нерабочих составляю-щих спектра, дБ
ВО-71	1,5-30	2.10-7	А1, А3А, А3В, А3Н, А3, F1, F3, F6	0,8	75	-54
«Декада»	3-30	2.10-7	то же	1	75	-50
ВК-74	1,5-30	5.10-9	то же	1	-	-80
«Синхронизатор»	0,15-1,6	5.10-8	А3	10	75	-66
«Бриз»	0,15-1,6	5.10-9	А3	1	-	-70

В УКМ ЧМ радиовещательных и связных передатчиках используются умножители частоты. В этом случае мощность, требуемая от умножителя частоты, составит

, (4.5)

где n – число умножения частоты.

В таких передатчиках чаще всего применяется прямой метод получения ЧМ. Работают эти передатчики обычно на фиксированные частоты, поэтому модуляция осуществляется в задающем генераторе (АГ) с кварцем. Высокую стабильность АГ можно получить, если при настройке его на частоту не более 10 МГц девиация частоты не будет превышать 5 кГц.

Общее число умножений в передатчике УКВ ЧМ вещания составит . Полученное число n увеличивают до целого числа в большую сторону с учетом использования в ВЧ тракте удвоения и утроения частоты. Например, получаем n = 5, увеличиваем до n = 6, тогда в тракте используем удвоитель и утроитель частоты.

С учетом выбранного числа умножения n уточняем частоту и девиацию частоты задающего генератора

. (4.6)

Необходимо помнить, что приведенные расчеты структурных схем являются приблизительными.

4.2 Методика расчета режимов ламповых ступеней передатчиков

Исходными данными для расчета являются:

- Р1 - заданное значение выходной мощности;

- f –значение рабочей частоты.

1. По заданным параметрам выбирают лампу и выписывают паспортные данные заданной или выбранной для расчета лампы и ее выходные , проходные и входные характеристики.

2. Рассчитывают минимальное напряжение на аноде. Этой величиной можно задаться приблизительно на выходных характеристиках лампы в зависимости от заданного для расчета режима работы. Для граничного режима лежит в области изгибов характеристик. Для недонапряженного – немного правее граничного режима. Коэффициент использования анодного напряжения для граничного режима определяют по формуле

. (4.7)

Рисунок 4.1 - Определение граничного режима

3. Колебательное напряжение на аноде лампы составит

. (4.8)

4. Рассчитывают первую гармонику анодного тока

. (4.9)

Вторым выражением для расчета тока пользуются, если задано сопротивление нагрузки , на котором выделяется колебательная мощность .

5. Определяют сопротивление нагрузки для схемы с общим катодом

. (4.10)

Для схемы с общей сеткой определяют после нахождения напряжения возбуждения.

6. Далее следует задаться углом отсечки анодного тока.

Если на выходе передатчика требуется получить большую мощность излучения и высокий КПД, то выбирают угол отсечки .

При требовании получения большой мощности и высокой линейности берут 110 – 120^{0 .}

При работе с высоким КПД берут и по таблице 4.4 выписывают значения коэффициентов разложения косинусоидального импульса , .

7. Определяют постоянную составляющую анодного тока

. (4.11)

8. Величина импульса анодного тока

. (4.12)

9. Мощность, потребляемая от источника питания анода

. (4.13)

10. КПД анодной цепи

. (4.14)

11. Мощность рассеивания на аноде составляет

. (4.15)

Мощность сравнивается с мощностью , указанной в справочных данных на эту лампу.

Расчет цепи управляющей сетки

1. Напряжение возбуждения определяют по формуле

, (4.16)

где S и D берут из справочных данных лампы или определяют по характеристикам лампы.

2. Напряжение смещения составит

. (4.17)

Для , . На выходных или проходных характеристиках находят величину

Рисунок 4.2.- Вольтамперные характеристики лампы

Рисунок 4.3 - Определение напряжения запирания лампы

3. Напряжение возбуждения может быть найдено

. 4.2.12

4. Далее следует обратить внимание на величину напряжения .

Если это напряжение отрицательно, то токи управляющей сетки отсутствуют и дальше ее рассчитывать не надо. Если величина положительна, то приводят расчет управляющей сетки полностью.

Определяют угол отсечки тока управляющей сетки

, (4.19)

и по таблице 4.4 определяют .

5 . По характеристикам сеточных токов определяют значения импульсов токов управляющей и экранизирующей сеток.

Рисунок 4.4 - Характеристики сеточных токов лампы

Если эти характеристики не приводятся в справочниках, то расчет цепи управляющей и экранирующей сеток проводят по приблизительным формулам

Для триода

Для тетрода, пентода

6. Постоянная составляющая тока управляющей сетки равна

. (4.20)

7. Амплитуда первой гармоники тока управляющей сетки составит

,

или

. (4.21)

8. Определяют мощность возбуждения для схемы с общим катодом

,

для схемы с общей сеткой

. (4.22)

9. Проходную мощность для схемы с общей сеткой определяют по формуле

. (4.23)

10. Мощность, выделяемая в источнике смещения, составит

. (4.24)

11. Мощность, рассеиваемая на управляющей сетке, составит

. (4.25)

Расчет цепи экранирующей сетки

1. Угол отсечки тока экранирующей сетки

, (4.26)

определяют и по таблице № 4.4 выписывают значение .

2. Постоянная составляющая тока экранирующей сетки

. (4.27)

3. Мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке

. (4.28)

Для схемы с общей сеткой

1. Сопротивление нагрузки

. (4.29)

2. Колебательная мощность

. (4.30)

3. Коэффициент усиления

. (4.31)

Таблица коэффициентов для косинусоидального импульса

Таблица 4.4

1	1,000	0,004	0,007	5,5.10-7	1,1.10-6	95	-0,087	0,334	0,510	0,363	0,554
5	0,996	0,018	0,037	7,0.10-5	0,00014	100	-0,174	0,350	0,520	0,411	0,611
10	0,985	0,036	0,073	0,00056	0,0011	105	-0,259	0,364	0,526	0,458	0,662
15	0,966	0,055	0,110	0,0019	0,0038	110	-0,342	0,379	0,531	0,508	0,712
20	0,940	0,074	0,146	0,0045	0,0088	115	-0,423	0,392	0,534	0,558	0,760
25	0,906	0,093	0,181	0,0087	0,0170	120	-0,500	0,406	0,536	0,609	0,804
30	0,886	0,111	0,215	0,015	0,029	125	-0,574	0,419	0,536	0,659	0,843
35	0,819	0,129	0,248	0,023	0,045	130	-0,643	0,431	0,534	0,708	0,878
40	0,766	0,147	0,280	0,034	0,066	135	-0,707	0,443	0,532	0,756	0,908
45	0,707	0,165	0,310	0,049	0,091	140	-0,766	0,453	0,528	0,801	0,934
50	0,643	0,183	0,339	0,065	0,121	145	-0,819	0,463	0,525	0,842	0,955
55	0,574	0,201	0,366	0,086	0,156	150	-0,866	0,472	0,520	0,881	0,970
60	0,500	0,218	0,391	0,109	0,196	155	-0,906	0,480	0,515	0,917	0,983
65	0,423	0,236	0,414	0,136	0,239	160	-0,940	0,487	0,510	0,945	0,89
70	0,342	0,253	0,436	0,166	0,288	165	-0,966	0,492	0,506	0,967	0,996
75	0,259	0,269	0,455	0,199	0,337	170	-0,985	0,496	0,502	0,985	0,998
80	0,174	0,286	0,472	0,236	0,390	175	-0,996	0,499	0,500	0,997	0,999
85	0,087	0,302	0,487	0,276	0,445	180	-1,000	0,500	0,500	1,000	1,000
90	0,000	0,318	0,500	0,318	0,500