Расчет радиопередатчика с частотной модуляцией

ТЮМЕНСКАЯ ОБЛАСТЬ

Ханты-Мансийский автономный округ – ЮГРА

Департамент образования и науки

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХМАО

Инженерно-Физический Факультет

Кафедра радиоэлектроники

РАСЧЕТ РАДИОПЕРЕДАТЧИКА С ЧАСТОТНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Радиопередающие устройства»

Студент 212 группы

Руководитель проекта

г. Сургут 2005 год

ЗАДАНИЕ

к курсовому проекту по дисциплине

«Радиопередающие устройства»

1. Студенту гр.202 ИФФ

2. Срок сдачи студентом законченного проекта 5 мая 2005 года

3. Исходные данные к проекту

3.1. Назначение: Радиовещательная станция

3.2. Мощность на выходе передатчика..........Вт

3.3. Рабочая длина волны................................... 9,45 м (частота 31,75 МГц)

3.4. Полоса частот модулирующего сигнала..– 3400 Гц

3.5. Параметры модуляции................................. ЧМ

3.6. Длина антенны..........................................м

3.7. Девиация частоты......................................кГц

3.8. Нестабильность частоты............................Гц

3.9. Внеполосное излучение – относительное.. - 50 дБ

4. Содержание пояснительной записки

4.1. Выбор и обоснование структурной схемы радиопередатчика.

4.2. Расчет режима модуляции и модуляционной характеристики.

4.3. Расчет принципиальных схем каскадов высокой частоты.

4.4. Конструктивный расчет элементов выходного каскада.

4.5. Определение параметров источников питания.

4.6. _____________________________________________________

5. Графические материалы

5.1. Радиопередатчик. Схема структурная электрическая.

5.2. Радиопередатчик. Схема принципиальная электрическая.

5.3. ___________________________________________________________

Дата выдачи задания 16 февраля 2005 года

Руководитель (подпись)_______________________________________

Задание принял к исполнению (подпись) ______________________________

ВВЕДЕНИЕ

Радиопередающее устройство предназначено для создания ин­тенсивного излучения электромагнитных волн, являющихся носите­лями полезной информации. Очень важным параметром передатчика является стабильность его частоты. Современные радиопередатчики имеют относительную не­стабильность частоты около . Высокая стабильность час­тоты передатчика повышает помехозащищенность радиолинии, по­зволяет увеличивать число станций, работающих в заданном диапа­зоне без взаимных помех.

В зависимости от модуляции различают, в простейшем случае, радиопередающие устройства с амплитудной, частотной и фазовой модуляцией.

Радиопередающие устройства классифицируются:

по назначению:

1) связные,

2) радиовещательные,

3) телевизионные,

4) ра­диолокационные, и т. д.

2. по мощности:

1) маломощные (до 100Вт),

2) средней мощности (до10кВт),

3) мощные (до 1000кВт)

4) сверхмощные (свыше 1000кВт).

по занимаемому диапазону длин волн:

1) длинноволновые,

2) средневолновые,

3) коротковолновые,

4) ультракоротковолновые.

Сейчас радиопередающие устройства применяются в многих отраслях деятельности человека. Наша жизнь немыслима без телевизора или радиоприемника, а ведь для того чтобы мы могли смотреть или слушать передачи, необходимы радиопередающие устройства. Радиопередатчики не остались в стороне и в компьютерном мире, на их основе создаются безпроводные(wireless) сетевые адаптеры и радиомодемы.

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ ПЕРЕДАТЧИКА

Частота автогенератора:

fa = 11 МГц.

Рабочая частота:

f0 = 31,75 МГц.

Коэффициент умножения определяется по формуле:

Возьмём один умножитель частоты, коэффициент умножения которого равен трём. Коэффициент усиления по мощности умножителя 45.

Частота задающего генератора:

Гц

При расчёте мощности учитываются потери в выходной колебательной системе, цепях согласования и фидере соединения выходной ступени с антенной:

hк @ 0,8…0,95 = 0,95, hф @ 0,85…0,95 = 0,9,hцс @ 0,7…0,9 = 0,9.

Мощность на выходе транзистора в оконечном усилителе:

где киз – коэффициент производственного запаса (1,2 ÷ 1,4)

км – коэффициент, учитывающий вид модуляции (для угловой модуляции = 1)

Вт

Определим необходимый коэффициент усиления по мощности и число каскадов. Выходная мощность автогенератора мВт.

Пусть коэффициент усиления по мощности усилителя равен 25, а коэффициент усиления выходного усилителя равен 20. С учетом КПД межкаскадных связей: ηмс= 0,6.

Мощность на выходе:

50 Вт

2. РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

2.1 Энергетический расчёт

Расчет производиться по критерию обеспечения колебательной мощности в нагрузке.

Исходные данные:

Рабочая частота f0 = 31,75 МГц Мощность на выходе каскада 50 Вт

В качестве активного элемента возьмем транзистор КТ930Б [1], так как выполняются условия: Pвых<Pкдоп и f0<fт .

Параметры транзистора:

§ 50 – статический коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером

§ α0 = 0,98 – статический коэффициент усиления по току в схеме с общей базой

§ 800 МГц – граничная частота в схеме с общим эмиттером

§ 75 пс – постоянная времени цепи обратной связи транзистора

§ 75 Вт – допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе

§ 150 пФ – емкость коллекторного перехода транзистора

§ 30 В – допустимое напряжение на коллекторе в схеме с общим эмиттером

§ 0,2 Ом – сопротивление насыщения транзистора

§ 0,5 Ом – сопротивление базы

§ 0,05 Ом – сопротивление эмиттера

§ 0,5 Ом – сопротивление коллектора

§ 15 А – максимальный ток коллектора

§ 150 – максимальная температура транзистора

2.2 Расчёт коллекторной цепи

Выберем угол отсечки коллекторного тока , для обеспечения заданного режима работы.

Коэффициенты Берга:

0,269 0,455

По статическим характеристикам определим крутизну линии критического режима:

А/В

Вычислим коэффициент использования напряжения в критическом режиме:

0,576

Вычислим амплитуду переменного напряжения на коллекторе:

8,64 В

Определим предварительное значение источника питания:

= 21,36 В

Выберем величину источника напряжения с неравенством:

20 В

Уточним значение коэффициента использования напряжения:

0,836

Уточним значение амплитуды переменного напряжения на коллекторе:

= 16,7 В

Вычислим остаточное напряжение на коллекторе:

3,3 В

Вычислим высоту коллекторного тока:

13,2 А

Iкmax = 15 А – максимально допустимое значение тока коллектора транзистора КТ931А

Вычислим первую гармонику коллекторного тока транзистора:

6 А

Определим постоянную составляющую тока транзистора:

3,54 А

Вычислим мощность, потребляемую от источника коллекторного питания :

71 Вт

Вычислим модуль коэффициента передачи на рабочей частоте:

, где Гц

= 22,5

0,957

0,98

Вычислим постоянную составляющую тока эмиттера:

3,6 А

Расчёт Y-параметров транзистора

Система Y-параметров связывает входные и выходные токи четырёхполюсника с входными и выходными напряжениями.

y11 – входная проводимость четырёхполюсника

y12 – проводимость обратной передачи четырёхполюсника

y21 – проводимость прямой передачи четырёхполюсника

y22 – выходная проводимость четырёхполюсника

Предварительно рассчитаем вспомогательные безразмерные величины:

4,2

17,2

0,04

=1,5

Рассчитаем входную проводимость четырехполюсника:

См

Рассчитаем проводимость обратной связи четырехполюсника:

См

Рассчитаем проводимость прямой передачи четырехполюсника:

См

Рассчитаем выходную проводимость четырехполюсника:

См

Дальнейший расчёт коллекторной цепи

Вычислим активную составляющую выходного сопротивления транзистора:

169,15 Ом

Вычислим первую гармонику коллекторного тока протекающего через выходное сопротивление транзистора:

0,1 А

Вычислим первую гармонику коллекторного тока, протекающую через нагрузочный контур:

= 5,9 А

Рассчитаем сопротивление нагрузочного контура, необходимое для обеспечения критического режима работы:

3 Ом

Вычислим мощность полезной составляющей тока, поступающей в нагрузку:

50 Вт

Вычислим электронный коэффициент полезного действия:

= 0,7

Рассчитаем мощность, рассеиваемую на коллекторе:

21 Вт

Полученное значение не превышает предельно допустимые для данного транзистора 100Вт

2.3 Энергетический расчёт базовой цепи

Вычислим угол дрейфа на рабочей частоте:

Вычислим угол отсечки эмиттерного тока:

Определим коэффициенты Берга:

0,252 0,435

Рассчитаем первую гармонику тока эмиттера:

6,1 А

Вычислим размах тока эмиттера:

14 А

Вычислим модуль крутизны на рабочей частоте:

См

Вычислим амплитуду напряжения возбуждения на базе транзистора:

В

Вычислим постоянную составляющую тока базы:

А

Вычислим напряжение смещения, обеспечивающее требуемый угол отсечки эмиттерного тока:

где 0,7 В напряжение отсечки коллекторного тока

В

Вычислим угол отсечки тока базы:

Определим максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе:

В

Полученное значение не превышает предельно допустимого значения обратного напряжения 4 В.

Определим коэффициенты Берга для базового тока:

0,235 0,414

Вычислим активную составляющую входного сопротивления на рабочей частоте:

Ом

Вычислим мощность на входе транзистора:

Вт

Вычислим коэффициент усиления по мощности:

Вычислим общую мощность, рассеваемую транзистором:

Вт

Полученное значение не превышает предельно допустимые для данного транзистора 100Вт

Вычислим максимальное тепловое сопротивление:

, где

– допустимая температура перехода

– температура окружающей среды

тепловое сопротивление переход-корпус

При полученном значении максимального теплового сопротивления возможно естественное охлаждение. Нет необходимости использовать радиатор или принудительное охлаждение.

2.4. Расчёт элементов принципиальной схемы

Рассчитаем значение :

Гн

Рассчитаем :

Ф

Из номинальных значений элементов возьмём нФ.

Рассчитываем сопротивление смещения:

Ом

Из ряда сопротивлений выбираем 5,2 Ом.

Так как сопротивление смещения больше входного сопротивления, то можно пренебречь.

Рассчитаем :

Ф

Из ряда конденсаторов выбираем = 33 нФ.

Рассчитаем :

Ф

Из ряда конденсаторов выбираем = 5,6 нФ.

Рассчитаем значение :

Гн

Рассчитаем :

Ф

Из ряда конденсаторов выбираем = 1,8 нФ

3. РАСЧЁТ ЦЕПИ СОГЛАСОВАНИЯ

Принципиальная схема П-образной цепи согласования приведена на рис.3.1.

Рис.3.1. Принципиальная схема П-образной цепи согласования.

Исходные данные для расчета:

- рабочая частота,

=2,8 Ом – сопротивление нагрузки активного элемента,

=50 Ом - сопротивление нагрузки каскада.

Требуемая полоса частот определиться по формуле: ,

где , =3400 Гц,

Гц,

Гц.

Определим требуемый коэффициент фильтраций второй гармоники:

,

.

Рассчитаем требуемый коэффициент трансформаций сопротивлений:

,

0,06.

Рис.3.2. График коэффициента α3 П-образной согласующей цепи.

По известным и с помощью графика (рис3.2.) определим :

= 20.

Вычислим нормированное сопротивление :

,

82,2.

Вычислим нормированное сопротивление:

,

=0,06.

Рассчитаем емкость :

,

Ф.

Из ряда конденсаторов выбираем =8,2 нФ.

Рассчитаем значение индуктивности :
,

Гн.

Рассчитаем емкость :

,

Ф.

Из ряда конденсаторов выбираем =2 нФ.

Возьмем собственную добротность контура.
Определим активное сопротивление индуктивности:

,

Ом.

Найдем коэффициент полезного действия:

,

.

Определим внесенное в цепь сопротивление:

,

0,13 Ом.

Определим нагруженную добротность цепи:

,

.

Вычислим полосу пропускания согласующей цепи:

,

1,6 МГц.

Видно что, требуемая полоса частот обеспечивается.

3.1. Конструктивный расчет числа витков однослойной цилиндрической катушки со сплошной намоткой

Исходные данные:

=Гн – индуктивность катушки,

50 Вт – мощность на выходе контура.

Зададимся конструктивным параметром V = l / D:

l – длина намотки, D – диаметр провода.

,

.

Вычислим площадь поперечного сечения катушки:
,

где – удельная тепловая нагрузка на 1 сечения катушки.

,

[]

Вычислим длину катушки :

,

[].

Вычислим диаметр катушки :

,

[].

Вычислим число витков катушки :
,

≈ 1 [виток].

Рассчитаем диаметр проводника в сантиметрах d:

,

гдев МГц,

[см].

Определим собственное сопротивление потерь катушки индуктивности:

,

[Ом].

Проверим коэффициент полезного действия контура, в который входит катушка:

,

.

Проверяем электрическую прочность катушки:

,

,

B – конструктивный параметр,

– напряженность поля пробоя: 2,5 – для бескаркасной катушки,

1 – для катушки намотанной на диэлектрическом каркасе.

,

.

Для цепи согласования можно использовать бескаркасную катушку.

Определим коэффициент фильтрации:

,

,

,

.

Выбор П-образной цепи согласования был правильным.

4. РАСЧЁТ УМНОЖИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Произведём расчёт умножителя частоты с коэффициентом умножения 3.

Исходные данные:

§

§ МГц

§ МГц

§ Вт – мощность на выходе умножителя

В качестве активного элемента используется транзистор КТ918А[1], так как выполняются условия: PH<Pдопвых и fвых<fт .

Параметры транзистора:

30 – статический коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером 3000 МГц – граничная частота в схеме с общим эмиттером 2,5 Вт – допустимая мощность, рассеяния мА – допустимый ток коллектора 2 пФ – емкость коллекторного перехода транзистора 0,6 Вт – допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе 0,7 В – напряжение насыщения транзистора 50 Ом – сопротивление насыщения транзистора 1,3 Ом – сопротивление базы В – допустимое напряжение коллектор-эмиттер 150 – максимальная температура транзистора В – допустимое напряжение на базе.

4.1 Проверочный расчёт транзистора

Определим напряжение источника питания:

В

Найдем ориентировочное значение постоянной составляющей коллекторного тока:

мА

Вычислим статический коэффициент усиления по току в схеме с общей базой:

Вычислим постоянную составляющую эмиттерного тока:

А

Вычислим сопротивление эмиттерного перехода:

Вычислим крутизну:

= 4,3

Определим граничную частоту по крутизне:

Полученное значение удовлетворяет условию:

где = 10,58 МГц – рабочая частота автогенератора.

МГц

4.2 Энергетический расчёт коллекторной цепи

Вычислим угол отсечки коллекторного тока:

Определим по таблице коэффициенты Берга:

Определим крутизну критического режима:

Вычислим минимальную величину напряжения питания умножителя:

24,2 В

Напряжения питания выберем согласно неравенству .

27 В

Вычислим коэффициент использования коллекторного напряжения:

Вычислим амплитуду переменного напряжения на коллекторе:

В

Вычислим амплитуду полезной гармоники коллекторного тока:

А

Полученное значение не превышает предельно допустимых значений для этого транзистора

Рассчитаем размах импульса коллекторного тока:

А

Неравенство выполняется.

Вычислим постоянную составляющую коллекторного тока:

А

Неравенство выполняется.

Вычислим мощность, потребляемую по коллекторной цепи:

Вт

Вычислим мощность, рассеиваемую на коллекторе:

Вт

Условие выполняется.

Рассчитаем КПД:

4.3 Энергетический расчёт базовой цепи

Вычислим коэффициент усиления по току на рабочей частоте:

Гц

30

Вычислим крутизну перехода транзистора:

- температура эмиттерного перехода

Вычислим крутизну транзистора:

Вычислим амплитуду переменного напряжения на базе транзистора:

В

Вычислим амплитуду первой гармоники базового тока:

мА

Рассчитаем постоянную составляющую базового тока:

мА

Вычислим мощность возбуждения:

мВт

Вычислим коэффициент усиления по мощности:

Вычислим входное сопротивление каскада:

Ом

Вычисляем смещение на базе:

Полученное значение не превышает предельно допустимого значения 2,5 В

Рассчитаем сопротивление нагрузочного контура, необходимое для обеспечения критического режима работы:

Мощность на резисторе смещения:

мвыберем тип транзистора МЛТ-0,125.

4.4 Расчет принципиальной схемы умножителя.

Рассчитаем значение :

Рассчитаем :

Из ряда конденсаторов выбираем = 56 пФ

Рассчитаем сопротивление смещения:

Из ряда сопротивлений выбираем = 560 Ом

Рассчитаем :

Ф

Из ряда конденсаторов выбираем = 560 пФ

Рассчитаем :

Из ряда конденсаторов выбираем = 390 пФ

Рассчитаем значение :

Рассчитаем :

Ф

Из ряда конденсаторов выбираем = 39 пФ

Рассчитаем элементы колебательного контура:

= 1 мкГн

25 пФ

Из ряда конденсаторов выбираем 25 пФ

5. РАСЧЁТ АВТОГЕНЕРАТОРА

5.1 Определение исходных данных и выбор транзистора

Параметры кварцевого резонатора РГ-06 БА 11ДС (АТ-срез, основная гармоника, тип корпуса БА):

§ Нестабильность частоты Δf / f0 = 10-6

§ Сопротивление rкв = 60 Ом

§ Динамическая ёмкость Скв = 6 пФ

§ Рассеиваемая мощность Ркв = 10 мВт

§ Частота кварцевой пластины fкв = 11МГц

Исходные данные:

Δf = 15 кГц – девиация частоты f0 = 10,58 МГц –рабочая частота автогенератора Полоса частот модулирующего сигнала 300÷3400 Гц

§ Вт – мощность на выходе умножителя

Выберем транзистор исходя из условия .

В качестве активного элемента используется транзистор КТ918А[1], так как выполняются условия: PА<Pдопвых и fвых<fт .

Параметры транзистора:

30 – статический коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером 3000 МГц – граничная частота в схеме с общим эмиттером 2,5 Вт – допустимая мощность, рассеяния мА – допустимый ток коллектора 2 пФ – емкость коллекторного перехода транзистора 0,6 Вт – допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе 0,7 В – напряжение насыщения транзистора 50 Ом – сопротивление насыщения транзистора 1,3 Ом – сопротивление базы В – допустимое напряжение коллектор-эмиттер 150 – максимальная температура транзистора В – допустимое напряжение на базе.

5.2 Расчёт принципиальной схемы кварцевого автогенератора

Зададим параметры режима работы транзистора:

IК0 = 10 мА

ЕКЭ = 9 В

ЕЭ = 3 В

Вычислим напряжение источника питания:

В

Вычислим статический коэффициент усиления по току в схеме с общей базой:

Вычислим постоянную составляющую эмиттерного тока:

А

Вычислим сопротивление эмиттерного автосмещения:

Ом

Определим ток базы:

А

Зададим ток делителя напряжения внешнего смещения базы:

А

Вычислим результирующее сопротивление делителя напряжения внешнего смещения базы:

Ом

Вычислим напряжение на базе транзистора:

В

– падение напряжения на прямосмещённом базовом переходе (для кремниевых транзисторов около 0,7 В)

Вычислим сопротивления делителя напряжения внешнего смещения базы:

Ом

Ом

Зададим коэффициент регенерации автогенератора:

Gр = 6

Вычислим сопротивление эмиттерного перехода:

Определим крутизну:

Вычислим управляющее сопротивление:

Ом

Зададим коэффициент обратной связи:

Ќос = 0,5

Вычислим реактивное сопротивление ёмкости С3:

Ом

Вычислим величины конденсаторов С2 и С3:

нФ

нФ

Вычислим величину блокировочного конденсатора:

нФ

Вычислим величину блокировочного дросселя:

мкГн

Вычислим реактивное сопротивление ёмкости С2:

Блокировочный дроссель L2 необходим, если не выполняется неравенство:

– неравенство выполняется

Для стационарного режима определим коэффициент Берга

По таблице определим значение угла отсечки коллекторного тока , а затем коэффициенты Берга и :

Вычислим размах импульса коллекторного тока:

мА

Полученное значение не превышает предельно допустимого значения тока коллектора (250 мА) для данного транзистора.

Вычислим амплитуду первой гармоники коллекторного тока:

мА

Вычислим амплитуду переменного напряжения на базе:

В

Вычислим модуль коэффициента обратной связи:

Вычислим амплитуду напряжения на коллекторе:

В

Проверим условие работы транзисторного каскада в недонапряжённом режиме:

– условие выполняется

Вычислим мощность, потребляемую от источника питания коллекторной цепью:

мВт

Вычислим мощность, рассеиваемую кварцевым резонатором:

мВт

Полученное значение не превышает предельно допустимого значения рассеиваемой мощности на кварце (10мВт).

Вычислим мощность, рассеиваемую транзистором:

мВт

Полученное значение не превышает предельно допустимого значения рассеиваемой мощности на коллекторе транзистора.

Вычислим допустимое сопротивление нагрузки:

Ом

Вычислим мощность, потребляемую нагрузкой:

мВт

5.3 Расчёт частотно-модулируемого генератора

При применении варикапа для управления частотой кварцевых автогенераторов удается получить относительную девиацию частоты при ЧМ до 0,1%, с нелинейностью модуляционной характеристики не ниже 10% и стабильностью частоты 10-5.

При расчёте частотного модулятора на базе автогенератора задаются следующие параметры:

= 50 кГц – девиация частоты (с учётом коэффициента умножения N = 3); = 0,1 – допустимый коэффициент нелинейных искажений (по второй гармонике); = 10,58 МГц – несущая частота.

Выберем коэффициент включения варикапа к емкости трехточки в пределах 0,1…0,3:

р = 0,2

Определим необходимую величину изменения емкости изменяемого элемента трехточки:

= 330 пФ – значение емкости одного из конденсатора трехточки, полученное в результате расчетов автогенератора (в данном случае С3)

– новое значение емкости конденсатора трехточки после подключения варикапа

– емкость варикапа при отсутствии модулирующего напряжения

Для дальнейшего расчета необходимо задаться емкостью , которая должна быть меньше . Допустим = 240 пФ.

=Ф

Зададимся параметром в пределах 0,05…0,1:

= 0,05

Находим емкость варикапа при отсутствии модулирующего сигнала:

= 300·10-12 Ф

По полученному значению подберём в справочнике варикап.

Параметры варикапа КВ142В-1[2]:

Сmin = 200 пФ Сmax = 400 пФ – при обратном напряжении Uобр = ЕV0 = 3 В Q ≥ 140 Uобр. макс = 15 В – максимальное обратное напряжение Сср = CV0 = 300 пФ – среднее значение ёмкости

Находим скорректированное значение емкости трехточки при подключении варикапа:

Ф

Выбираем номинал = 270 пФ

Находим емкость конденсатора связи С5:

75·10-12 Ф

Выбираем номинал = 75 пФ

Находим вспомогательный параметр:

Проверяем выполнение условия обеспечения коэффициента нелинейных искажений, не превышающего заданного значения, иначе необходимо задаться другим коэффициентом включения варикапа и выбрать другой варикап:

условие выполняется.

Рассчитываем крутизну преобразования напряжения на варикапе в изменение частоты:

- (0,33…0,5) коэффициент, связанный с законом распределения носителей зарядов в p-n переходе (плавный, резкий, сверхрезкий).

= 81385

Определяем амплитуду модулирующего напряжения, подаваемого на варикап:

В

Проверим условие отсутствия отпирания варикапа при максимальной величине модулирующего сигнала:

0,785 + 0,61 – 3 ≤ 0

– 1,605 ≤ 0 условие выполняется

Определяем требования к стабильности напряжения смещения варикапа:

== 0,18

При малой полученной величине (0,01 и менее) необходимо использовать для формирования напряжения смещения стабилизатор напряжения (в простейшем случае параметрический на стабилитроне). В данном случае стабилизация напряжения не нужна.

Определим индуктивность блокировочного дросселя:

= 20·10-6 Гн

Конденсатор С4 должен быть электролитический, большой емкости, для прохождения модулирующего сигнала: С4 = 1000 мкФ.

Рассчитаем сопротивление резистора R4 для подачи напряжения смещения:

= 18 МОм

= 0,5 мкА – обратный ток варикапа.

6. РАСЧЁТ ЦЕПИ СОГЛАСОВАНИЯ УМНОЖИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ И УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

6.1 Расчёт принципиальной схемы цепи согласования

Выходное сопротивление умножителя частоты R1 = 126 Ом

Входное сопротивление усилителя мощности R2 = 1,6 Ом

Между умножителем частоты и усилителем мощности используем цепь согласования. При R1 > R2 согласовать выходное сопротивление данного каскада с сопротивлением нагрузки позволяет Г-образная цепь.

Исходные данные для расчета:

М Гц – рабочая частота = 129 Ом – сопротивление нагрузки активного элемента = 1,6 Ом – сопротивление нагрузки каскада

Определим требуемую полосу частот:

= 3400 Гц

кГц

Вычислим коэффициент трансформации сопротивлений:

Вычислим добротность цепи:

Вычислим значение реактивных элементов:

Гн

Ф

Вычислим коэффициент полезного действия:

Вычислим полосу пропускания:

кГц

Требуемая полоса пропускания обеспечивается.

6.2 Конструктивный расчет числа витков однослойной цилиндрической катушки со сплошной намоткой.

Исходные данные:

= 47 нГн – индуктивность катушки Вт – колебательная мощность на выходе контура

Зададимся конструктивными параметрами:

– удельная тепловая нагрузка на 1 сечения катушки.

Вычислим площадь поперечного сечения катушки:

Вычислим длину катушки :

Вычислим диаметр катушки :

Вычислим число витков катушки :

виток

Рассчитаем диаметр проводника в сантиметрах d:

гдев МГц

см

Определим собственное сопротивление потерь катушки индуктивности:

Ом

Определим внесенное в цепь сопротивление:

3,63 Ом

Проверим коэффициент полезного действия контура, в который входит катушка:

Проверяем электрическую прочность катушки:

l – длинна намотки

B – конструктивный параметр

– напряженность поля пробоя 2,5 для бескаркасной катушки, 1 для катушки намотанной на диэлектрическом каркасе.

Следовательно, для цепи согласования необходимо использовать бескаркасную катушку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте было рассчитано радиопередающее устройство. Все необходимые требования по выходной мощности, частоте, внеполосному излучению и нестабильности частоты были выполнены.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

“Радиопередающие устройства” методическое пособие по курсовому проектированию. СурГУ. – Сургут, 2003 г. , , “Справочник по полупроводниковым приборам в электронном варианте” М: ИДДК Москва, 1999 г. ”Проектирование радиопередающих устройств” 2-е издание М: “Радио и связь”, 1984 г. “Полупроводниковые приборы”- Транзисторы малой мощности Справочн. 2-е издание – М: Радио и Связь,1994 г. “Справочник по высшей математике”- 14-е издание М: ”Большая медведица” 2001 г. “Радиопередающие устройства”. Москва 1969 г.