книги из ГПНТБ / Тимофеев В.М. Проектирование радиопередающих устройств пособие по курсовому и дипломному проектированию

§ 3. Требования к оформлению и содержанию дипломной работы

Дипломный проект должен быть выполнен и оформлен в сле­ дующем порядке:

1) Титульный лист написан тушью нормальным шрифтом н плотной чертёжной бумаге.

Форма титульного листа следующая:

Министерство связи СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИКУМ СВЯЗИ

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему « .............................................. .................

Дипломант...........................................................

Консультант ..................................................

Рецензент .................................. .....................

Москва (число, месяц, 19 . . . . года)

2) После титульного листа следует четыре чистых листа бу­ маги: для отзыва консультанта и для рецензии.

3)Оглавление.

4)Объёмное задание на проектирование.

5)Пояснительная записка, в которой должно быть вступле­

ние с общими соображениями, постановкой задачи, выбором ске­ летной схемы и принятые решения по проектируемому и рассчи­ тываемому оборудованию.

6)Расчётная часть (расчёт режимов ступеней передатчика, конструктивные расчёты и т. д.).

7)Раздел технико-экономических расчётов и эксплуатацион­

ных данных (себестоимость часа работы передатчика, калькуля­ ция на реконструкцию и т.п.).

8)Список литературы, использованной при работе над про­

ектом.

9)Схемы и чертежи (от трёх до шести листов) на стандарт­ ных чертёжных листах формы А-1 со штампом в углу (выпол­ ненные тушью или чётко карандашом).

Дипломную работу необходимо выполнять следующим об­ разом:

Писать от руки тёмными чернилами на обычном листе белой бумаги (для пишущей машинки). На листе слева оставляются поля в 4^-5 см и справа в 1—>4,5 см. Удобно писать текст, поль­ зуясь транспарантом. Выполнение дипломной работы на отдель­ ных листах (вместо общих тетрадей) облегчает замену листов при необходимости изменений или последующих исправлений.

и

Объём дипломной работы должен составлять 50—70 страниц, а объём курсового проекта — втрое меньше.

Перед расчётом и определением любой величины нужно пол­ ностью (словами) написать наименование определяемой вели чины, затем привести в общем виде расчётную формулу, подста­ вить в неё числовые значения, после знака равенства написать результат вычислений и единицы измерения в стандартных обоз начениях.

Рисунки и графики выполняются тушью на белой чертёжной бумаге или кальке и вклеиваются в текст работы.

Рисунки, графики и схемы должны быть пронумерованы и иметь снизу подписи (наименования).

При проектировании должны использоваться материалы, лам пы, детали и оборудование только отечественного производства.

Оформление проекта должно быть произведено в одном стн ■ ле (одни чернила, шрифт, бумага).

4. Технические требования к радиопередатчикам (технические условия)

Основными разделами ТУ являются:

Назначение

В этом разделе определяется цель, для которой предназна1чен передатчик (магистральный, радиовещательный, радионави­ гационный и т. д.).

дальность и надёжность радиосвязи. Под мощностью передат­ чика понимают мощность высокочастотных колебаний, подво­ димых к антенне или фидеру (в случаях связи передатчика с антенной при помощи фидера).

Для передатчиков, работающих в телеграфном режиме, эта мощность относится к режиму нажатого ключа, для телефон­ ных — к режиму несущей частоты (молчание у микрофона).

Мощность, которую должен обеспечить проектируемый радио­ передатчик, либо задается, либо определяется из расчёта линии радиосвязи (с учётом условий приёма, распространения радио­ волн, чувствительности приёмника и пр.).

На определённых участках диапазона передатчика и при разных видах работы мощность задаётся различной. Например, коротковолновые передатчики часто имеют пониженную мощ-

12

ность в одной части диапазона или на крайних волнах диапазо­ на, что и оговаривается в ТУ. Кроме того, мощность передатчи­ ка зависит от рода его работы, что также отмечается в ТУ. Нап­ ример, мощные передатчики с сеточной модуляцией в телеграф­ ном режиме могут иметь'мощность в 4 раза большую, чем в те­ лефонном режиме (режим несущей) ‘).

б) Д и а п а з о н волн. Определяется из расчёта линии ра­ диосвязи (условий распространения волн) с целью обеспечения устойчивой работы в течение суток и времени года.

В технических условиях должны быть оговорены минималь­ ная и максимальная волны передатчика (т. е. диапазон волн); плавность диапазона, необходимое число фиксированных волн^ Современные коротковолновые передатчики обычно рассчиты­ ваются на весь диапазон рабочих волн, которые могут понадо­ биться для данной линии радиосвязи. Отношение максимальной волны диапазона передатчика к минимальной носит название коэффициента перекрытия, который в зависимости от назначе­

Различают так называемый общий или промышленный кпд пере­ датчика и кпд (анодной цепи) мощной ступени.

Под общим или промышленным кпд понимается отношение полезной мощности в антенне передатчика (в режиме несущей) к общей мощности, потребляемой всеми источниками его пита­ ния от сети (включая и охладительные устройства), т. е.

В современных мощных радиовещательных передатчиках (с анодной модуляцией) он достигает в режиме несущей (молча­ ние) 35—40%, в мощных телеграфных передатчиках — 50%. Кпд телефонных передатчиков с сеточной модуляцией значитель­ но ниже — порядка 20—25%. Кпд анодной цепи мощной ступени представляет отношение полезной (колебательной) мощности, создаваемой в анодном контуре, к мощности, подводимой от ис­ точника анодного напряжения

Р

]) 'Это положение требует оговорки в отношении среднемощных ламп с вы­ сокоэффективными катодами. Так, например, тетрод ГУ-27Б, дающий в телег­ рафном режиме Р ^ = 1000 впг, в режиме несущей волны при сеточной моду­

ляции создаёт Р ^ = 400 впг.

13

Обычно т) = 0,65—0,75.

Для ламп, работающих в диапазоне укв и дцв, характерны повышенные диэлектрические потери в элементах ламповой кон­ струкции. Колебательная мощность этих ламп, поступающая в анодную цепь, может быть значительно меньше (на 10—30%) мощности, создаваемой ламповым генератором. Тогда отношение

—характеризует так называемый электронный кпд ступени,

Современные передатчики должны иметь весьма большую стабильность частоты колебаний ввиду большого числа работаю­ щих в мире передатчиков и связанных с этим возможностей вза­ имных помех.

Кроме того, высокая стабильность частоты передатчика не­ обходима для его быстрого вхождения в радиосвязь (без под­ стройки приёмника).

Международные нормы на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков приведены в табл. 1.1.

Таблица I . /

J) 10 гц для радиостанций, расположенных западнее 40° меридиана.

14

Высокая устойчивость частоты радиопередатчика обеспечи вается специальными мерами стабилизации возбудителей (квар­ цевые резона'торы, стабилизация температуры, стабилизация пи­ тающих напряжений и др.).

Электроакустические показатели

Этот раздел технических условий относится к передатчикам, работающим в телефонном режиме (радиовещание, коммерчес­ кая телефония).

Электроакустические показатели характеризуются: а) час­ тотной характеристикой, представляющей собой зависимость коэффициента модуляции передатчика от частоты модулирую­ щих колебаний, т. е. rn==f(F3liyh); б) максимально допустимым коэффициентом модуляции (при амплитудной модуляции); в) коэффициентом нелинейных искажений (клирфактор); г) до­ пустимым уровнем шумов (паразитная модуляция передатчика всевозможными шумами, фоном переменного тока и т. п.).

Эти показатели обеспечиваются соответственным подбором элементов схемы и режимов высокочастотного и низкочастотно­ го трактов передатчика.

У передатчиков длинных и средних волн получение хорошей (достаточно линейной) частотной характеристики связано с оп­ ределёнными трудностями, зависящими от резонансных свойств, контуров модулируемых ступеней. Для современных вещатель­ ных передатчиков эти требования весьма высоки — отклонения частотной характеристики от основной ординаты при 1000 гц в пределах 50—8000 гц не должны превышать ± 1 дб.

Требования в отношении отклонений частотной характеристи­ ки для передатчиков магистральной радиосвязи и подвижных передатчиков (предназначенных для радиовещания) менее жёсткие. У них допускаются отклонения до ±4 дб в более узкой полосе частот (200—3000 гц). Иногда в ТУ для таких передат­ чиков оговаривается некоторый подъём частотной характеристики в области высоких частот, что ведёт к большей разборчивости передаваемой речи.

Допустимый коэффициент модуляции для современных пере­ датчиков должен быть равен m —1 (или 100%).

Коэффициент нелинейных искажений, допускаемых у совре­ менных радиовещательных передатчиков (при коэффициенте модуляции /п = 0,95), не должен превышать 2-г-3% . Измерение коэффициента нелинейных искажений проводится на ряде зву­ ковых частот 400, 1000, 3000 и 5000 гц. Требования по допускае­ мым нелинейным искажениям для подвижных радиопередатчи­ ков и передатчиков магистральной радиосвязи менее жёсткие

(К = 10-г—12% при т = 0,95).

Уровень шумов (паразитной модуляции или фона) радиове­ щательных передатчиков должен быть не выше (—55) дб. Наи­

15.

более качественные вещательные передатчики имеют уровень шумов (—60) дб по отношению к уровню 100-процентной моду­ ляции. Требования к уровню шумов передатчиков магистральной радиосвязи и подвижным значительно ниже (—40) дб.

Основной причиной шумов в передатчиках (паразитная моду­ ляция) являются пульсации напряжений, питающих лампы. В требованиях к источникам питания должны быть указаны мак­ симальные величины пульсаций питающих напряжений.

Ориентировочные величины амплитуд допустимых пульсаций (в процентах к величине питающего, постоянного напряжения) для различных радиотехнических устройств даны в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Амплитуда Питаемое устройство допустимых пульсаций, %

»» усилителя низкой частоты (двухтактного,

Пользуясь данными табл. 1.2, можно составлять технические требования к источникам питания радиопередатчиков и устрой­ ствам для сглаживания пульсаций напряжения (фильтры).

Необходимо учесть, что наличие обычных устройств для сгла­ живания пульсаций питающих напряжений (фильтров), особен­ но при питании накала ламп переменным током, может не обес­ печить нужного уровня шумов (особенно в радиовещательных передатчиках). В этих случаях принимаются дополнительные ме­ ры, а именно: применение отрицательной обратной связи; приме­ нение специальных компенсаторов фона, т. е. устройств, которые, дают на вход модулятора нужные напряжения частот пульса­ ции (составляющие фона) в обратной фазе; применение транс­ форматоров накала ламп по схеме Скотта или Сонса, дающих сдвиг по фазе питающих напряжений накала на 90° и иногда на 45° при двух лампах в плече схемы (см. Б. П. Терентьев «Элек­ тропитание радиоустройств»).

16

Конструктивные, оперативные и эксплуатационные требования

В технических условиях на проектирование передатчика ого­ варивается ряд требований относительно габаритов, размеров основных конструкций, оперативных и эксплуатационных ка­ честв (время перестройки с волны на волну, время пуска и оста­ новки передатчиков и др.).

Габариты играют особую роль у подвижных передатчиков (самолётные, автомобильные, корабельные), где для размеще­ ния оборудования недостаточно места. Габариты стационарных передатчиков оговариваются в технических условиях редко.

Вес передатчика имеет значение только для подвижных и особенно для переносных устройств. Для стационарных передат­ чиков вес обычно не оговаривается.

По основным конструкциям в ТУ обычно обусловливаются высота шкафов, оформление и размещение смотровых окон, дверей для захода за передатчик и т. д.

Эксплуатационные (и оперативные) данные радиопередатчи­ ка определяются системой его управления. Весьма важно опре­ делить и оговорить в ТУ: время пуска передатчика и время его остановки; количество операций при пуске—остановке; время, потребное для смены волн и для перехода с телеграфной на те­ лефонную или иной вид работы и т. д.

На передатчиках большой мощности (более 1 кет) для вы­ полнения указанных операций может потребоваться несколько минут. Так, например, на мощных передатчиках время пуска увеличивается из-за необходимости предварительного прогрева газотронов или тиратронов (а также кварцевых термостатов и возбудителей, если они не включены круглосуточно).

Передатчики малой и средней мощности отличаются значи­ тельно большей простотой управления и оперативностью. Время, потребное на указанные выше операции, у них значительно меньше (порядка нескольких секунд).

В ТУ часто задаётся время непрерывной работы при испы­ таниях, так как оно определяет конструкцию передатчика, габа­ риты ступеней, систему охлаждения и т. д. Для мощных пере­ датчиков предусматривается их круглосуточная работа (24 ча­ са) с модуляцией до 100%.

Для передатчиков средней мощности (порядка сотен ватт)

переносных станций могут рассчитываться на значительно мень­ шее время непрерывной работы.

Для некоторых передатчиков иногда предусматриваются кли­ матические требования с целью обеспечения их надёжной работы в сложных условиях погоды и климата (например, для тропи­ ков, высокогорных условий).

Г л а в а II

СОСТАВЛЕНИЕ СКЕЛЕТНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА

§ 1. Общие положения

После составления ТУ происходит проектирование передат­ чика. Оно начинается с разработки скелетной или блок-схемы.

Скелетная схема представляет собой условное изображение отдельных элементов передатчика с основными соединениями. Она облегчает дальнейшее проектирование, так как позволяет получить общее представление об идее построения передатчика и его основных элементах.

Составление скелетной схемы проводится на основании крат­ ких ориентировочных расчётов с применением практических коэффициентов (например, по соотношению мощностей отдель­ ных ступеней передатчика). Весьма целесообразно составить несколько вариантов, рассмотреть и выбрать из них наиболееподходящий по технико-экономическим показателям (учитывая вопросы уменьшения числа типов ламп, уменьшения источников, питания, повышения сроков службы ламп и т. д.). Избранный, вариант подвергается детальному расчёту, на основании которо­ го вносятся все необходимые поправки и изменения.

В скелетной схеме каждая ступень передатчика, источник питания или другой элемент изображаются в виде прямоуголь-5 ника. Связь между ступенями и отдельными элементами пере­ датчика показывается соединительными линиями (например, по­ дача возбуждения на последующую ступень, подача напряже­ ний питания и др.). Внутри каждого элемента схемы должны быть пояснительные надписи (тип и количество ламп, диапазон волн, усиление или удвоение частоты, рабочие напряжения и др.)..

Основные данные источников питания (выпрямителей и др.):

Выбор мощностей и режимов отдельных ступеней осущест­ вляется на основании приведённых ниже соображений о соотно­ шении мощностей предварительной и последующей ступеней.

При выбранном способе модуляции в скелетной схеме уста­ навливается место модулируемой ступени и её режим. Это опре­ деляет режимы остальных ступеней передатчика и выбор необ­ ходимых ламп.

§ 2. Выбор ламп

При выборе ламп для ступеней передатчика необходимо учи­ тывать следующее:

1. Для всех ступеней передатчика, где это позволяет номи нальная мощность имеющихся ламп, предпочтительно использо­ вать пентоды или лучевые тетроды, так как эти ступени отли­ чаются конструктивной простотой. Они имеют большую устой­ чивость и значительно больший коэффициент усиления по мощ­ ности.

Необходимо по возможности уменьшать число типов ламп, применяемых в передатчике. Это в дальнейшем упрощает его эксплуатацию. Иногда в промежуточных ступенях целесообраз­ но применять более мощную лампу (чем требуется по расчёту). Это позволяет несколько снижать анодное напряжение, а иног­ да и напряжение накала (только вольфрамового катода) для повышения срока службы мощной лампы и получения более устойчивой работы1).

Необходимо использовать возможно меньшее число источ­ ников питания цепей анодов и сеток ламп. Типы и режимы ламп следует выбирать так, чтобы было возможно осуществлять пи­ тание группы ламп (например, ступеней высокой и низкой час­ тоты) от общих источников.

Число ступеней собственно передатчика (тракта высокой частоты) зависит от выбранного соотношения их мощностей. Со­ отношение мощностей двух соседних ступеней передатчика (воз­ буждающей и возбуждаемой) определяется потерями в сеточ­ ной цепи усилителя (потери на возбуждение, потери в балласт­ ных сопротивлениях) и в анодном контуре самого возбудителя. Расчёт этих потерь не всегда возможно провести с необходимой точностью.

Практически применяются следующие ориентировочные соот­ ношения мощностей для двух соседних ступеней (возбудителя и усилителя), работающих на триодах, которыми и можно восполь­ зоваться при составлении скелетных схем:•

• ) Снижение накала в лампах с высокоэффективными катодами (карбидированным и оксидным) не рекомендуется, так как вызывает преждевремен­ ную гибель лампы.

20