5.Конструктивный расчет

Первое, что необходимо отметить, это работа усилителя мощности в СВЧ диапазоне, остальные блоки передатчика работают на сравнительно низких частотах, поэтому для устранения влияния СВЧ колебаний на другие блоки необходимо разнести эти блоки на печатной плате. Если имеется возможность, то развести усилитель мощности на отдельной печатной плате.

Печатные платы необходимо выполнить на фольгированном текстолите. Выбор данного материала в основном обосновывается его параметрами, характеристиками и низкой стоимостью.

Так как выходная мощность передатчика велика и на транзисторах в оконечном каскаде мощность рассеяния составляет более 515 Вт, то дополнительного охлаждения данная конструкция требует.

Рассчитаем параметры печатной платы усилителя мощности. Так как схема имеет небольшое количество элементов, то выбираем размеры печатной платы 100х75 мм. Исходя из этих размеров, длина проводников будет составлять не более 100 мм. Тогда для продолжительной работы необходимо выполнение условия:

, где (90)

Im– максимальный ток в проводнике,

– плотность тока,

а – длина прводника.

Допустимая величина составляет 20 А/мм²для плат, изготовленных электрохимическим способом. Максимальный ток в нашей схеме равенIm=11,5 А. Поэтому получаем максимальную ширину проводника:

Рассчитаем расстояние между двумя проводниками, при котором величина емкости остается в заданных пределах. Для 5 класса плотности монтажа величина емкости равна 50 пФ, тогда:

, где (91)

- диэлектрическая проницаемость = 8,85*10^-12,

ln– длина участка, где два проводника находятся параллельно друг другу на заданном минимальном расстоянии (выбираем не более 10 мм),

S– расстояние между двумя проводниками,

a,b– ширина соответственно первого и второго проводника.

Значит lg(0,2*S)=0,012*20*8.85/50; отсюдаS=5,51 мм

С другими блоками блок усилителя мощности необходимо соединять посредством коаксиальных линий связи с экранированием.

6. Разработка схемы контроля, защиты и управления передатчика

Так как передатчик высокомощный и напряжение высоко, то схема защиты состоит только в том, что требуется правильная разработка конструкции передатчика, монтаж и компоновка. Контроль за напряжением питания осуществляется при помощи вольтметра , показания которого должны быть на уровнеВ, что соответствует критическому режиму работы ГВВ. Переключение диапазонов в модуляторе осуществляется при помощи встроенного переключателя на четыре положения.

Все переключатели и контролирующие устройства выносятся на переднюю панель передатчика.

7. Расчет кпд передатчика

Важным показателем, характеризующим передатчик, является промышленный КПД, представляющий собой отношение мощности на выходе передатчика к мощности, потребляемой от промышленной сети.

Промышленным КПД передатчика называют отношение отдаваемой полезной мощности в фидер антенны к общей мощности, потребляемой от источника питания (сеть, аккумуляторы и другое). Для расчёта промышленного КПД передатчика необходимы: полезная выходная мощность передатчика и мощность, потребляемая от отдельными каскадами (достаточно учесть мощности толко двух последних каскадов).

Мощность, потребляемая УМ оконечного каскада:

(92)

Мощность, потребляемая УМ предоконечного каскада:

(93)

Мощность потребляемая от промыщленной сети может быть найдена как сумма мощностей потребляемых всеми узлами передатчика деленная на КПД источника питания (обычно 0.85 – 0.9). Учтем, что в оконечном каскаде 5 транзисторов 2Т9131А, а предоконечном – 1 транзистор 2Т950Б:

(94)

Промышленный КПД передатчика:

(95)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте согласно заданию произвели разработку структурной и функциональной схемы ОМ-передатчика, расчет и описание принципиальной схемы передатчика. Была освоена методика построения радиопередатчика, а также расчёт некоторых блоков, таких как усилитель мощности, кварцевый генератор, полосовой фильтр. Как результат проведенных расчетов можно отметить, что при реализации передатчика по выбранной структурной схеме параметры, заданные в ТЗ возможно реализовать. В том, что это действительно так, можно убедиться, изучив расчетные значения параметров:

• Рабочая частота 18 М (определяется кварцевым генератором);

• Стабильность частоты 5.10^-7 (задается кварцевым генератором);

• Допустимое излучение на гармониках -50дБ (определяется согласующим устройством);

• На выходную мощность передатчика оказывает мощность на выходе кварцевого генератора. В результате расчета установили, что для получения заданной выходной мощности, необходимо обеспечить мощность на выходе КГ равную 11 мВт.

Как видно, расчеты бывают очень громоздкими, что неизбежно приводит к появлению погрешностей в них. Поэтому для более точных расчетов необходимо применять ЭВМ.

В итоге можно сделать вывод, что полученный в результате выполнения курсового проекта связной передатчик коммерческой связи на полупроводниках к внедрению на производстве в настоящее время не готов. Это обусловлено тем, что рассчитывалось не все устройство в целом, а отдельные его блоки.

Таким образом, если более опытные инженеры выполнят проверку расчетов, исправив, возможно, имеющиеся в них ошибки, то отдельные блоки можно будет запустить в производство.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Ханзел Г. Е. Справочник по расчету фильтров. США, 1969. Пер. с англ., под ред А. Е. Знаменского. М., « Сов. радио», 1974.

2. Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. В. В. Шахгильдяна. Учеб. пособие для вузов. М., «Связь», 1976.

3. Петров Б. Е., Романюк В. А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах: Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов. ― М.: Высш. шк. ― 1989.

4. Радиопередающие устройства: Учебно – метод. пособие по курсовому проектированию./ А. М. Бригидин, В. В. Ползунов. ― Мн.: БГУИР, 2006.

5. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учеб. пособие для вузов/ Уткин Г. М., Благовещенский М. В. и др.; Под ред. Г. М. Уткина. ― М.: Сов. радио, 1979.

6. Расчет и проектирование транзисторных передатчиков: Учеб. пособие/ П. Г. Тамаров. ― Ульяновск: УлГТУ, 2008.