Министерство науки и высшего образования российской федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ»

(КНИТУ-КАИ)

Радиоэлектроники, фотоники и цифровых технологий

(наименование института (факультета), филиала)

Кафедра электронных и квантовых средств передачи информации

(наименование кафедры)

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

(шифр и наименование направления подготовки (специальности))

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

по дисциплине: Радиопередающие устройства в системах оптической связи

на тему: Двухкаскадный усилитель мощности

Обучающийся _________ к __

(номер группы) (подпись, дата) (Ф.И.О.)

Руководитель ассистент Бобина Е.А.

(должность) (Ф.И.О.)

Работа зачтена с оценкой _________________

___________________

(подпись, дата)

Казань 2021

Содержание

Введение

Основная задача проектирования радиопередающего устройства (РПдУ) состоит в выборе наиболее эффективных решений с учётом государственных стандартов и современной элементной базы при реализации РПдУ в зависимости от назначения, условий эксплуатации, мощности в антенне, диапазона рабочих частот, вида модуляции, нестабильности рабочей частоты, уровня внеполосного излучения.

При курсовом проектировании РПдУ прежде, чем производить расчет каскадов, необходимо рассчитать структурную схему РПдУ.

В предлагаемых методических указаниях рассматривается многокаскадный ВЧ-тракт РПдУ на биполярных транзисторах.

Результатом расчета структурной схемы является:

1. тип активного элемента каждого каскада;

2. номинальная величина напряжения питания каждого каскада;

3. ориентировочные величины параметров каскадов:

• коэффициент усиления по мощности – ;

• выходная мощность – ;

• входная мощность – ;

• коэффициент полезного действия – η.

4. количество каскадов.

Обобщенная структурная схема

Расчет радиопередающего устройства (РПдУ) ведется от конца к началу, т.е. от передающей антенны до возбудителя (автогенератора – АГ).

Как правило, при проектировании задаются следующие параметры:

1. мощность в антенне ;

2. рабочая частота ;

3. относительная нестабильность частоты ;

4. вид модуляции, коэффициент нелинейных искажений ;

5. диапазон модулирующих частот ;

6. параметры антенны или сопротивление фидера ;

7. коэффициент фильтрации выходного каскада Ф.

Мощность возбудителя может быть:

1. для трехточечных схем АГ: при относительной нестабильности

2. для кварцевых АГ: при относительной нестабильности

Рис. 1. Обобщенная структурная схема ВЧ-тракта РПдУ

Исходя из заданной мощности в антенне , необходимо определить мощность, которую должен выдать выбранный транзистор с учетом потерь в фидере и колебательной системе

Где:

– мощность на коллекторе оконечного каскада,

– КПД фидера,

для П-, Г-, Т-образных фильтров,

Входная мощность оконечного каскада:

Где – коэффициент усиления по мощности

Мощность на коллекторе транзистора предоконечного каскада с учетом потерь в колебательной системе:

Аналогично производятся расчеты промежуточных каскадов и умножителя частоты (если он требуется) до тех пор, пока входная мощность первого промежуточного каскада не будет примерно равна выходной мощности автогенератора: