Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Федеральное агентство связи.
Государственное образовательное учреждение
профессионального высшего образования
«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Кафедра радиоприемных устройств
УТВЕРЖДАЮ
зав. кафедрой РПУ
д.т.н., профессор ________Тяжев А.И.
«__»__________2008г
Методическая разработка
по курсовой работе по учебной дисциплине «Устройства генерирования и формирования сигналов» по специальности 210302 – Радиотехника для студентов дневного факультета
«Расчет усилителя мощности телекоммуникационного передатчика»
Разработал:
Верховов О.В.
Самара
2008 г.
Оглавление:
1. Введение……………………………………………………………………………...4
1.1 Методы построения усилителей мощности телевизионных передатчиков….5-6
2. Выбор и обоснование структурной схемы передатчика…………………………..7
2.1 Структурная схема однотактного усилителя мощности………………………7-8
2.2 Структурная схема возбудителя Planar MC3 10………………………………..8-9
3. Выбор транзистора, исходя из рабочего диапазона, мощности и назначения передатчика………………………………………………………………………...10-11
4.Исследование однотактного усилителя мощности ………………………………12
4.1 Исходные данные……………………………………………………………...12-13
4.2 Исследование входной цепи согласования усилителя мощности………….13-19
4.3 Исследование выходной цепи согласования усилителя мощности………..19-23
4.4 Разработка топологии печатной платы микрополосковой конструкции усилителя мощности……………...........................................................................23-24
4.5 Оценка энергетических характеристик усилителя мощности……………..24-27
5. Расчет блокировочных элементов…………………………………………………25
Используемые элементы……………………………………………………………...27
Список используемой литературы……………………………………………….......28
1. Введение
Прогресс в технике радиопередающих устройств за последние годы, возникновение новых технических направлений, появление новой элементной базы, широкое использование компьютеров в учебном процессе - все это приводит к необходимости внедрения в учебный процесс принципиально новых компьютерных технологий проектирования радиопередатчиков.
В настоящее время появилась возможность выбора между отечественной и зарубежной элементной базой, а это играет большую роль при проектировании и производстве телевизионной техники в целом. Сейчас на рынке России присутствуют мощные линейные транзисторы для телевизионных передатчиков таких фирм как: Philips Semiconductors, GHz Technology, Tandberg и др. зарубежных производителей . Отечественное производство мощных транзисторов сосредоточено в г. Воронеже.
Сложившиеся условия позволяют варьировать между ценой и качеством транзисторов. Импортная элементная база более дорогая, но имеет лучшие технические характеристики, и, что очень важно для разработчиков аппаратуры, сопровождается полной технической документацией по международным стандартам. С применением зарубежных высокочастотных и сверх высокочастотных компонентов, а также новых технологий монтажа и проектирования становится возможным создание отечественных устройств, не уступающих по своим техническим параметрам зарубежным аналогам.
Эффективным способом решения задач проектирования передатчиков является проектирование пакета программ Microwave Office 2001.
Основными задачами данного курсового проекта является проектирование усилителя мощности, оно включает этапы:
Выбор и обоснование структурной схемы передатчика.
Выбор транзистора, исходя из рабочего диапазона, мощности и назначения передатчика.
Расчет оконечной структуры передатчика.
Расчет блокировочных элементов.
Разработка топологии печатной платы микрополосковой конструкции усилителя мощности.
Составление общей структурно- принципиальной схемы передатчика.
1.1 Методы построения усилителей мощности телевизионных передатчиков.
При
телевизионном вещании на вход
телевизионного передатчика поступают
информационные сигналы изображения и
звукового сопровождения. В телевизионном
передатчике полный цветовой сигнал
изображения и сигнал звукового
сопровождения преобразуются в радиосигнал
вещательного телевидения заданного
уровня мощности со стандартными
параметрами. При передаче изображения
используют амплитудную модуляцию с
частично подавленной нижней боковой
полосой. Этот сигнал занимает относительно
несущей частоты изображения 
полосу от
-0,75 МГц до
+6
МГц. Сигнал звукового сопровождения
передается с помощью частотной модуляции.
Центральная частота радиосигнала
звукового сопровождения 
расположена на 6,5 МГц выше 
. Таким образом, полная полоса частот,
отводимая для радиосигнала телевизионного
вещания, составляет 8 МГЦ. (рис.1).
Рис.1
Радиосигнал изображения образуется с помощью амплитудной модуляции несущей канала изображения полным телевизионным сигналом, причем максимум мощности соответствует синхроимпульсу, а минимум – уровню белого, т.е. модуляция оказывается негативной (рис.2).
Рис. 2
В модулированном колебании должны быть строго фиксированы пиковый уровень (уровень синхроимпульсов), уровень гасящих импульсов, который должен составлять 75 % от пикового значения и одновременно должен быть выше уровня черного на 0…4,5 %, и уровень белого, который должен составлять 12,5…2,5 % пикового. При этом интервал изменения сигнала изображения от белого до черного занимает только 55…67 % амплитудной характеристики передатчика.
Радиосигнал изображения формируется в возбудителе телевизионного передатчика. Усилитель мощности канала изображения работает в режиме усиления модулированных колебаний и обеспечивает требуемую мощность на выходе телевизионного передатчика.
Транзисторные усилители мощности телевизионных передатчиков образуют многокаскадный тракт усиления от выхода возбудителя до входа фидера. Общее число каскадов усиления зависит от выходной мощности передатчика, диапазона рабочих частот, а также от выбора элементной базы (отечественной или зарубежной). В маломощных предварительных каскадах усиления (ориентировочно единицы Вт) транзисторы целесообразно использовать в режиме А. В выходных мощных каскадах телевизионного передатчика используются сдвоенные транзисторы, работающие по двухтактной схеме включения в режиме АВ.
В настоящее время российские производители передатчиков используют как отечественные, так и зарубежные биполярные транзисторы. Отечественная промышленность в последние годы наладила выпуск специальных сверхлинейных транзисторов для усилителей мощности телевизионных передатчиков. К ним относятся транзисторы малой и средней мощности КТ983А, КТ983Б, КТ983В, КТ996А, КТ996Б, КТ9116А, КТ9116Б, КТ9133, КТ9150, КТ9194, мощные КТ9142А, КТ9152А, КТ9155Б, КТ9155В. Мощные приборы предназначены для использования в двухтактных схемах и состоят из двух транзисторов, размещенных в одном корпусе. Такие транзисторы получили название балансных. Балансными называют и двухтактные схемы, построенные на них. Некоторые зарубежные фирмы в усилителях мощности используют специально разработанные линейные полевые транзисторы.
Транзисторы малой и средней мощности используются в однотактных усилителях мощности в режиме А.
Существенным недостатком отечественной элементной базы усилителей мощности телевизионных передатчиков является отсутствие у разработчиков транзисторов полной технической документации на изготавливаемую ими продукцию, что в целом усложняет процесс проектирования, приводит к дополнительным затратам времени на изготовление опытных образцов. Разброс параметров отечественных транзисторов не позволяет автоматизировать процесс производства усилителей.
Зарубежная элементная база свободна от этих недостатков, однако стоимость современных мощных транзисторов для усилителей телевизионных передатчиков колеблется в зависимости от мощности прибора от нескольких десятков до нескольких сотен долларов. В этой связи для повышения надежности разрабатываемых устройств и уменьшения затрат на экспериментальную отладку необходима тщательная проработка конструкции усилителей мощности на этапе проекта.