Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ»

Кафедра РЭС

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине “Устройства генерирования и формирования радиосигналов”

Выполнила:

Варшукова Д.В.

Группа № 1181

Преподаватель:

Калиникос Д. А.

Санкт-Петербург

2014

Содержание

1. Техническое задание………………………………………………………………………….3 2. Опорный кварцевый генератор…………………………………………................................4 3. Система синтеза частот (ССЧ)……………………………………………………………....11 4. Усилитель мощности………………………………………………………………………...12 5. Фильтр………………………………………………………………………………………...22 6. Заключение…………………………………………………………………………………...24 7. Список использованной литературы…………………………………….............................25

1. Техническое задание

1. Задача курсового расчета:

Задачей настоящего курсового расчета является проектирование радиопередающего устройства, обеспечивающего формирование радиосигналов в заданном рабочем диапазоне частот на заданную мощность, выделяемую на нагрузке. Устройство имеет заданную структурную схему и включает в себя следующие блоки : ОКГ – опорный кварцевый генератор; ССЧ – система синтеза частот, формирующая из опорной частоты необходимые рабочие частоты, образующие эквидистантную сетку с заданным шагом; М – модулятор; ТУМ – тракт усиления мощности; Ф – устройство фильтрации.

2. Задание на курсовой расчет:

Наименование	Значение	Условное обозначение
Нижняя граница рабочего диапазона	550 МГц	fн
Верхняя граница рабочего диапазона	630 МГц	fв
Выходная мощность	200 Вт	Pвых
Модуляция	m=0,5	АМ
Сопротивление тракта	75 Ом	ρ
Требование к фильтру	Подавление 3 гармоники на 30 дБ	-
Выходная частота ОКГ	16 МГц	fОКГ
Шаг сетки частот	0,2 МГц	fш

2. Опорный кварцевый генератор

1). Схема окг

Для моей схемы будет использоваться опорный кварцевый генератор с кварцем в контуре. Частота на выходе = 16МГц.

Отличительной особенностью схем данной группы является то, что КвР в них используется как высокодобротный последовательный колебательный контур. Схемы с КвР в контуре могут быть получены путем включения КвР последовательно с одним из двухполюсников Z1, Z2 или Z3 в обобщенной трехточечной схеме. Частота генерируемого сигнала на выходе ОКГ близка к частоте последовательного резонанса КвР . Разумно за основу взять емкостную трехточечную схему, позволяющую получить наибольшую стабильность частоты. Схема по высокой частоте при включении КвР последовательно с индуктивностью представлена на рис. 3.1. Здесь - эквивалентное сопротивление КвР.

Принципиальная электрическая схема дополнительно включает цепь автосмещения из делителя R1, R2 в цепи базы транзистора и резистора R_э в эмиттерной цепи (рис 3.2.). В схемах с КвР в контуре возможно возбуждение колебаний не стабилизированных КвР за счет шунтирующего действия емкости кварцедержателя C₀. Для подавления таких колебаний резонатор шунтируется резистором R₀=1/2π C₀.

2). Выбор транзистора и режима его работы в автогенераторе

1. Выбор транзистора

Выберем транзистор ГТ313.

Параметры: p-n-p;

2. Расчет амплитуды импульса коллекторного тока

В автогенераторе повышенной стабильности транзистор должен работать в облегченном режиме. Поэтому значение амплитуды импульса коллекторного тока следует выбирать из условия .

Положим,

3. Определение граничной частоты транзистора,

где предельная частота усиления по току в схеме с ОЭ.

Фазовый угол средней крутизны транзистора , где частота генерации fг=.

Для обеспечения высокой стабильности амплитуды колебаний угол отсечки  коллекторного тока в стационарном режиме выбирается из условия 80 <  < 120 .

Задаемся углом отсечки и рассчитаем коэффициенты Берга.

4. Определение крутизны транзистора

Средняя крутизна по первой гармонике:

3). Выбор кварцевого резонатора

По условию fокг=16МГц, тогда, параметры резонатора:

Задаемся

Вспомогательный параметр

4). Расчет параметров колебательной системы

1. Резистивное сопротивление кварцевого резонатора

2. Реактивное сопротивление по обходу колебательной системы

3. Произведение

4. Амплитуда напряжения на базе транзистора

5. Сопротивление шунтирующего резонатор резистора

Принимаем

6. Амплитуда первой гармоники тока через резонатор

7. Сопротивления конденсаторов колебательной системы

8. Емкости конденсаторов колебательной системы

Принимаем

9. Сопротивление индуктивности контура

10. Индуктивность контура

Принимаем

Эквивалентное сопротивление контура

5). Расчет энергетических параметров автогенератора

1. Нагруженная добротность контура

, где

Задаемся , тогда

2. Модуль коэффициента обратной связи

3. Амплитуда напряжения на коллекторе транзистора

4. Постоянное напряжение на коллекторе транзистора

выбирается из условия .

5. Проверка условия недонапряженного режима

6. Мощность, потребляемая транзистором от источника коллекторного питания

Поскольку вся мощность, отдаваемая транзистором, рассеивается на кварцевом резонаторе, то

7. Коэффициент полезного действия транзистора

8. Постоянная составляющая тока базы транзистора

9. Напряжение смещения на базе транзистора

1. Расчет сопротивления в цепи эмиттера транзистора

2. Расчет индуктивности дросселя

Принимаем

3. Напряжение источника коллекторного питания

4. Расчет делителя

Расчет делителя базируется на выполнении двух условий:

• должно быть исключено шунтирование колебательной системы АГ делителем;

• напряжение смещения между базой и эмиттером должно соответствовать расчетному значению.

Принимаем

ток, проходящий через . Чтобы базовый ток не влиял на величину смещения, целесообразно выбирать

Принимаем

Принимаем

5. Расчет емкости конденсатора в цепи эмиттера транзистора

Принимаем

6. Расчет емкости разделительного конденсатора

, тогда

Принимаем