Федеральное агентство по образованию

Ульяновский государственный технический университет

Кафедра «Радиотехника»

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «УГ и ФРС»

Тема: АМ-передатчик

Выполнил

студент группы РТд-43

Нестеренко Е. В.

Принял

Тамаров П. Г.

Ульяновск 2005

Содержание

Содержание 3

Введение 4

1. Общие сведения об АМ-передатчиках 5

2. Расчет структурной схемы 7

3. Расчет задающего генератора 12

3.1. Расчет кварцевого резонатора 13

3.2. Выбор режима транзистора 15

3.3. Расчет управляющего сопротивления 17

3.4. Определение входных и выходных параметров транзистора 18

3.5. Определение сопротивлений конденсаторов C1 и C2 19

3.6. Расчет показателей автогенератора 21

3.7. Выбор сопротивления резистора в цепи эмиттера 23

3.8. Определение параметров цепи базового смещения 24

3.9. Расчет параметров блокировочных элементов 25

4. Расчет буферного усилителя 26

Заключение 32

Список литературы 33

Введение

Современные передатчики в большинстве случаев строятся по многокаскадной схеме. Колебания создаются задающим генератором (возбудителем), который обеспечивает необходимую стабильность частоты всего передатчика. Мощность задающего генератора обычно бывает очень малой, чтобы разогрев отдельных элементов и деталей незначительно влиял на частоту генерируемых колебаний. Полученные колебания усиливаются несколькими каскадами промежуточного усиления. Часто здесь же происходит умножение частоты генерируемых колебаний.

Выходной каскад – усилитель мощности – создает необходимую мощность передатчика. Затем колебания через фильтр, отфильтровывающий все побочные частоты, направляются в антенну.

При амплитудной модуляции (АМ) передаваемый сигнал через модулятор воздействует либо на усилитель мощности, либо на один из каскадов промежуточного усиления. Передатчики с амплитудной модуляцией применяют для телефонной связи, радиовещания, передачи телевизионных изображений. Их мощность зависит от назначения линии радиосвязи и ее протяженности и колеблется от долей ватт до десятков мегаватт. Передатчики с АМ применяют во всех диапазонах радиочастот. Их структурная схема, как правило, многокаскадная, что определяется высокими требованиями к стабильности частоты передатчика.

1. Общие сведения об ам-передатчиках

В настоящее время амплитудная модуляция (АМ) как вид управления колебаниями высокой частоты распространена довольно широко. Транзисторные передатчики с АМ используются в диапазонах как гектометровых и декаметровых волн (например, для связи на море, f=1,5..25 МГц), так и в диапазоне метровых волн. Особенно широко транзисторные передатчики с АМ применяются для целей диспетчерской связи и городского вещания, для обеспечения связи в походных условиях и в подвижных радиостанциях самого различного назначения.

Транзисторные передатчики с АМ, как правило, используются в тех системах связи, где главными являются требования простоты и надежности конструкции и не столь важным оказывается высокое качество передачи. При АМ более простыми, чем при частотной модуляции (ЧМ), получаются приемные устройства. При наличии многих абонентов приема это кроме увеличения надежности работы ведет также к существенному выигрышу в стоимости всей системы.

Из всех способов осуществления амплитудной модуляции в транзисторных передатчиках применяется в основном модуляция на коллектор и усиление модулированных колебаний. Положительным качеством первого способа является высокий коэффициент полезного действия высокочастотных каскадов. К достоинству второго способа относится его универсальность по отношению к усилению как АМ колебаний, так и колебаний ЧМ и однополосного сигналя, что позволяет один и тот же передатчик использовать при различных режимах работы.

Наряду с указанными способами осуществления АМ перспективен сравнительно новый способ модуляции изменением связи выходного каскада с антенной с помощью нелинейных реактивных элементов. Реактивным модулятором может служить как нелинейная емкость сегнетоэлектрика (вариконд) или p-n перехода (варикап), так и нелинейная индуктивность, выполненная из высокодобротного ферромагнитного материала. Предпочтительным оказывается реактивный модулятор на варикапе, так как варикапы обладают большей добротностью, чем сегнетоэлектрики или ферромагнетики, и могут рассеивать больше мощности. Кроме того, благодаря особенностям вольткулоновой характеристики, варикапы позволяют получить высокую линейность модуляционной характеристики при глубине модуляции вплоть до 100%.

2. Расчет структурной схемы

Выполнение требований, предъявляемых к передатчику можно обеспечить при различных вариантах построения его схемы. Для реализации заданных характеристик передатчик можно построить по схеме с кварцевым автогенератором и умножителем частоты. Руководствуясь рекомендациями, изложенными в [9], для создания АМ-колебаний используем модуляцию смещением в одном из предварительных усилителей передатчика.

Для обеспечения рабочей частоты 3,5 МГц используем умножитель частоты с коэффициентом умножения равным двум. Следовательно, частота задающего генератора должна быть равна 1,75 МГц.

Определяем мощность выходного усилителя (ВУ) в максимальном режиме:

(Вт),

где - мощность в антенне в режиме молчания;

- коэффициент производственного запаса;

- коэффициент модуляции;

- коэффициент полезного действия (КПД) антенны;

- КПД промежуточного контура;

- КПД фидера.

Для обеспечения полученной мощности выходного каскада используем мостовую схему сложения мощностей нескольких транзисторов типа 2Т980А. Выходная мощность транзистора 2Т980А [4] не менее 250 Вт, коэффициент усиления по мощности более 25, напряжение питания 50 В. Тогда необходимое количество транзисторов в выходном каскаде будет равно:

(штук),

где - выходная мощность одного каскада (блока) выходного усилителя.

Входная мощность выходного усилителя:

(Вт),

где - коэффициент усиления по мощности выходного усилителя.

Выходная мощность предвыходного усилителя (ПУ):

(Вт),

где - КПД цепи согласования.

Для получения такой мощности предвыходного усилителя используем мостовую схему сложения мощностей двух транзисторов 2Т980А при напряжении питания 50 В.

Входная мощность предвыходного усилителя:

(Вт).

Выходная мощность предварительного усилителя №1 (ПУ№1):

(Вт).

Для ПУ№1 выбираем транзистор 2Т951Б, выходная мощность которого [4] не менее 20 Вт, коэффициент усиления по мощности более 20, напряжение питания 28 В.

Входная мощность ПУ№1:

(Вт).

Выходная мощность предварительного усилителя №2 (ПУ№2):

(Вт).

Для ПУ№2 выбираем транзистор КТ604БМ, постоянная рассеиваемая мощность которого (с теплоотводом) [4] равна 3 Вт, напряжение питания 40 В. В соответствии с рекомендациями, полученными на практических занятиях по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов», полагаем коэффициент усиления ПУ№2 равным десяти.

Входная мощность ПУ№2:

(Вт).

Выходная мощность предварительного усилителя №3 (ПУ№3):

(Вт).

Для ПУ№3 выбираем транзистор КТ312В, предельная мощность на коллекторе которого [12] не менее 225 мВт, напряжение питания 10 В. В соответствии с рекомендациями, полученными на практических занятиях по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов», полагаем коэффициент усиления ПУ№3 равным десяти.

Входная мощность ПУ№3:

(Вт).

Для создания АМ-сигнала на выходе передатчика используем модуляцию смещением в ПУ№3. В соответствии с техническими условиями коэффициент модуляции должен быть равен единице, поэтому мощность модулятора принимаем равной мощности умножителя частоты.

Выходная мощность умножителя частоты (УЧ):

(Вт).

Для умножителя частоты выбираем транзистор КТ315Б, предельная мощность на коллекторе которого [12] не менее 150 мВт, напряжение питания 10 В. В соответствии с рекомендациями, полученными на практических занятиях по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов», полагаем коэффициент усиления умножителя частоты равным семи.

Входная мощность умножителя частоты:

(Вт).

Выходная мощность буферного усилителя (БУ):

(Вт).

Для буферного усилителя выбираем транзистор КТ315Б, напряжение питания 10 В. В качестве буферного усилителя используем эмиттерный повторитель. Коэффициент усиления буферного усилителя полагаем равным семи.

Входная мощность буферного усилителя:

(Вт).

Коэффициент полезного действия цепи согласования задающего генератора был выбран в соответствии с рекомендациями, полученными на практических занятиях по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов».

Выходная мощность задающего генератора (ЗГ):

(Вт).

Для задающего генератора выбираем транзистор КТ315Б, напряжение питания 10 В.

Определяем количество источников питания (ИП) и их номинальные напряжения:

В;

В;

В;

В.

Таким образом, для работы передатчика необходимо иметь четыре источника питания.

Полученная структурная схема передатчика изображена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Структурная схема АМ-передатчика