close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3 отсюда можно взять кварц (2)

код для вставкиСкачать
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Кафедра Радиоэлектронных средств защиты информации
КУРСОВАЯ РАБОТА
Дисциплина: Устройства генерирования и формирования сигналов
Тема: Передатчик судовой подвижной службы, предназначенный для связи береговых служб с морскими судами и между судами
Выполнил студент гр. 3097/2 (подпись) В. М. Фадеев
Руководитель (подпись) А.М.Марков
"09" июня2011 г.
Санкт-Петербург
2011
Содержание
1. Техническое задание...............................................................................3стр.
2. Оконечный каскад..................................................................................4стр.
3. Согласующее устройство .........................................................................7стр.
4. Предоконечный каскад............................................................................10стр.
5. Выходная фильтрующая система...............................................................12стр.
6.Опорный генератор возбудителя. Кварцевый автогенератор..............................15стр.
7. Принципиальная схема устройства.............................................................19стр.
8. Список использованной литературы............................................................20стр.
Техническое задание
Рассчитать передатчик судовой подвижной службы, рассчитанный для связи береговых служб с морскими судами и между судами.
• Максимальная мощность сигнала в антенне (Pa) - 1500 Вт.
• Диапазон рабочих частот 0.4-3 МГц
• Нагрузка - симметричный фидер волновым сопротивлением 50 Ом. Коэффициент бегущей волны (КБВ) на входе фидера равен 0.85, КПД фидера равен 0.95.
• Модуляция - R3E - однополосная телефония с ослабленной несущей.
• В возбудителе содержится синтезатор с шагом рабочих частот - 150 кГц.
• Мощность допустимых излучений на высших гармониках несущей частоты - 50 мВт.
Порядок расчета:
• Опорный генератор возбудителя - кварцевый автогенератор (рассчитать на частоту 1.5 МГц). Однополосная модуляция реализуется методом многократной балансной модуляции. Выходная мощность возбудителя равна менее 0.01 Вт.
• Оконечный каскад - однотактный усилитель на тетроде. Предоконечный каскад - однотактный транзисторный усилитель.
• Цепь связи оконечного каскада с предоконечным - неперестраиваемая резонансная. • Выходная фильтрующая система (ВФС) представляет собой неперестраиваемый фильтр.
• Принципиальная схема устройства.
Оконечный каскад
Оконечный каскад - однотактный усилитель на тетроде.
Выбираем тетрод из расчёта на мощность, большую той, которую тетрод должен отдавать.(P1>Pколеб) Вт , где ηф=0.85, ηвкс=0.9
Выберем тетрод ГУ-73Б -генераторный тетрод для усиления однополосного сигнала на частотах до 250МГц. Оформление-металлокерамическое, с кольцевыми выводами электродов.
Его характеристики:
fmax=250 МГц
Pа_доп=2.5 кВт
Рмакс= 4 кВт
Еа макс = 3.2кВ
Ес2_доп= 0.3 кВ
Uн = 27 В
Iн = 4.6 А
Спроходн. = 0.2 пФ
Свых. = 23 пФ
Свх. = 155 пФ
S = 92.5 мА/В
k = 0.35
D = 0.003
|Ec0| = 20 В
Режим работы - недонапряженный, класс В (θ=90ᵒ).
Расчет генератора проводится при заданной мощности сигнала в антенне Pант = 1500 Вт
Порядок расчёта ГВВ на триоде в граничном режиме:
1. Коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов с углом отсечки θ:
1. Напряжение отсечки: В
2. Анодное напряжение:
В
3. Коэффициент использования анодного напряжения:
4. Амплитуда напряжения на аноде:
В
5. Амплитуда первой гармоники анодного тока:
А
6. Постоянная составляющая анодного тока: А
7. Мощность, потребляемая анодной цепью:
Вт
8. Мощность, рассеиваемая на аноде. Значение мощности не должно превышать допустимого:
Вт
Pанод_расс<Pa_доп.= 2.5 кВт
9. Коэффициент полезного действия анодной цепи при номинальной нагрузке:
10. Сопротивление анодной нагрузки:
Ом
11. Амплитуда напряжениявозбуждения:
В
12. Напряжение смещения:
13. Минимальное напряжение на сеткедолжно быть не меньше допустимого:
>ec_min_доп. = -150 В
14. Максимальное напряжение на сетке:
В
Следовательно ток сетки ic = 0, значит надо ставить резистор, который будет обеспечивать коэффициент усиления по мощности Кр = 25. Тогда:
Входная мощность:
Вт
Дополнительный резистор:
Ом
Напряжение экранирующей сетки:
Ec2доп = 300 В
В
15. Постоянная составляющая тока экранирующей сетки и мощность, рассеиваемая на ней:
- глубина модуляции напряжения питания экранирующей сетки
А (Кацнельсон)
А
< Pc2доп = 35 Вт
Рис.1 Оконечный каскад - однотактный ГВВ на тетроде
Согласующее устройство
Рис.2 Согласующее устройство.
Т.к. по условию ВФС нужно рассчитать неперестраиваемый фильтр, то расчет согласующего устройства производится на нижней частоте - 0.4 МГц. Длина антенны lант равна 2м, радиус антенны а= 4см. Длина фидера lф равна 20 см, ссвет=3*108 м/с - скорость света.
Тогда:
м
Т.к. k*lант много меньше единицы, то можно использовать упрощенные формулы:
Ом
Ом
Расчет элементов согласующего устройства (W=50Ом - волновое сопротивление фидера):
Ом
Ом
Тогда номиналы элементов согласующего устройства равны:
Гн
Ф
Проверка ( расчет сопротивления согласующего устройства) :
Ом
Из этого можно сделать вывод, что номиналы элементов согласующего устройства вычислены верно.
Найдем входное сопротивление фидера (lф=0.2м - длина фидера):
Ом
Полное сопротивление согласующего устройства на удвоенной частоте (2fн):
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Входное сопротивление фидера на удвоенной частоте (2fн):
Предоконечный каскад
Предоконечный каскад - однотактный транзисторный усилитель.Положим η_МЦС = 0.99.
Входная мощность оконечного каскада равна выходной мощности предоконечного каскада:
PвхОК= 70.175 Вт
Тогда мощность, которую должен отдавать БТ в свою нагрузку:
Вт
Выберем биполярный транзистор 2Т9131А (табл.1.1, стр.20, №18)
Его характеристики:
rнас=0.1 Ом
h21>10
fт=100 МГц
Ск=800 пФ
Сэ=10000 пФ
Eк_доп=50 В
Ебэ_доп=4 В
F=1.5 - 30 МГц Режим работы - граничный, класс В (θ=90ᵒ).
1. Напряжение коллекторного питания:
В
2. Амплитуда напряжений первой гармоники на коллекторе: В
В
e_к_max<e_к_доп = 100 В
3. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока: А
4. Постоянная составляющая коллекторного тока:
А
5. Максимальный коллекторный ток:
А< Iк_max_доп = 40 А
6. Максимальная мощность, потребляемая от источника питания:
Вт
7. КПД коллекторной цепи при номинальной нагрузке:
8. Максимально рассеиваемая мощность на коллекторе транзистора:
Вт
9. Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки для транзистора:
Ом = Rвх_Ок=5.875, следовательно МЦС можно не ставить
Рис.3 Предоконечный каскад - однотактный транзисторный усилитель
ВФС
Т.к. есть высшие гармоники тока, выбираем схему ВФС в виде полосового фильтра. ВФС представляет собой неперестраиваемый фильтр, поэтому разбиваем диапазон частот на 15 поддиапазонов.([0.4; 0.46],[0.46; 0.529], [0.529; 0,6084],[0.6084; 0.7], [0.7; 0.805],[0.805;0.9258], [0.9258;1.065], [1.065; 1.225], [1.225; 1.409], [1.409; 1.62], [1.62; 1.863], [1.863; 2.1425], [2.1425; 2.465], [2.465; 2.855], [2.855;3] МГц)
Расчёт производится для первого поддиапазона [0.4 : 0.46] МГц
Свых=23 пФ - выходная ёмкость тетрода
Qвфс=5.164 - добротность ВФС
fнвфс=0.4 МГц
fввфс=0.46 МГц
Для выполнения неравенстваfн вфс-fв вфс<=(2*π*fн вфс*α1)/Qвфс, разбиваем изначальный диапазон частот на 15 диапазонов, соответственно Qвфс увеличиваем до 5.164 для обеспечения табличного значения α1=0.7751. 1. Расчёт ёмкости С1 :
Ф
2. Расчёт коэффициента α1вфс для таблицы 3.7 :
Тогда из таблицы 3.7
α1вфс=α3вфс=0.7751
α2вфс=1.0689
3. Расчёт номиналов элементов ВФС: Гн
Ф
Гн
Ф
Гн
4. Так как R_n=Rэкв=1989 Ом и не равно W=50 Ом , то воспользуемся понижающим преобразованием Нортона: , где 1>V>L1`/(L1`+L2`)
Гн
Гн
Гн
Гн
Ф
Ф
Тогда Rn=R_n=50 Оми совпадает с W
Получим схему:
Рис.5 ВФС после преобразования Нортона.
5. Общее сопротивление фильтра на частоте 2*fн:
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Тогда сопротивление ВФС:
То есть Z_2fн=3.25*10-7- 274.004iОм
6. Проверим, что Ua1>>Ua2:
Ia1=1.328 А
А
А
В
В
Тогда :<<1 , значит условие выполняется.
7. Проверим условие Pколеб_2=|Iк2|2*Re(Z_2fn)/2<50мВт:
Вт
Условие выполняется, значит, высшие гармоники подавляются.
Опорный генератор возбудителя. Кварцевый автогенератор
Рис.6 Кварцевый автогенератор.
Для расчётов был выбран биполярный транзистор ГТ311. Его характеристики:
fт=300 - 800 МГц
Sгр= 0.05 А/В
β0= 50
Eб0= 0.25 В
Ск = 3 пФ
rб = 60 Ом
Uкдоп= 12 В
Uб-эдоп= 2 В
iкдоп= 0.05 А
Pк доп = 0.15 В
1. Амплитуда импульса коллекторного тока: А
2. Угол отсечки коллекторного тока возьмём θ=80град. Тогда:
α0=0.285
α1=0.472
Определим крутизну по приближенной формуле:
Граничная частота транзистора по крутизне:
Гц
Средняя крутизна по первой гармонике:
где S0-значение крутизны на низких гармониках
Фазовый угол средней крутизны:
3. Первая гармоника коллекторного тока:
А
4. Выбираем кварцевый резонатор со следующими параметрами:
fкв = 1.499972 МГц
Rкв = 270 Ом
Qкв = 30*103
С0= 5 пФ
Расчет элементов колебательной системы:
1. Обобщённая расстройка:
2. Реактивное сопротивление кварцевого резонатора на частоте генерации:
Ом
3. Полное реактивное сопротивление ветви контура:
Ом
4. Вычислим произведение:
5. Амплитуда первой гармоники тока через кварцевый резонатор:
А
6. Амплитуда первой гармоники напряжения на базе транзистора:
В
7. Сопротивление конденсатора С2:
Ом
8. Сопротивление конденсатора С1:
Ом
9. Сопротивление конденсатора С3:
Ом
10. Ёмкости конденсаторов колебательной системы:
Ф
Ф
Ф
Расчет режима работы транзистора:
1. Амплитуда напряжения на коллекторе:
В
2. Постоянное напряжение на коллекторе транзистора:
В
3. Проверка недонапряженного режима работы:
В
4. Модуль эквивалентного сопротивления колебательного контура:
Ом
5. Мощность потребляемая транзистором от источника коллекторного напряжения:
Вт
6. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:
Вт
7. Выходная мощность АГ:
Вт
8. Коэффициент полезного действия транзистора:
9. Постоянная составляющая тока базы:
А
10. Напряжение смещения на базе:
В
Расчет элементов цепей питания
1. Индуктивность дросселя в цепи коллекторного питания:
Гн
2. Сопротивление в эмиттерной цепи Rэ:
Ом
3. Напряжение источника коллекторного питания:
В
Расчет цепи базового питания транзистора:
1. Сопротивление базового делителя:
25*X2<Rд<6*Rэ
Возьмем Rд=3500 Ом, тогда
Ом
2. Расчет емкости блокировочного конденсатора Сэ:
Ф
Принципиальная схема:
Список использованной литературы:
1. В.В. Шахгильдян "Проектирование радиопередатчиков" - Москва, "Радио и связь", 2003г.
2. В.В. Шахгильдян "Радиопередающие устройства" - Москва, "Радио и связь", 1990г.
3. Б.В.Кацнельсон "Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы" - Москва, "Радио и связь", 1985г.
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
122
Размер файла
315 Кб
Теги
отсюда, кварц, можно, взять
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа