Расчет оконечного каскада передатчика

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Кафедра «Радиосистем»

Расчетная работа по учебной дисциплине

«Формирование и генерирование сигналов»

Проверил:

_______________Голик Ф. В.

«_____"______________2005г.

Выполнил:

Студент гр. 2012

____________Швейкин Е.Ю.

«_____"______________2005г.

1 Исходные данные

В задании нам заданы такие основные параметры расчета предварительного и оконечного каскадов передатчика на биполярных транзисторах:

диапазон рабочих частот от 9 до 15 МГц;

мощность излучаемого сигнала — 10 Вт;

режим работы усилительного каскада — класса А.

3 Предварительный расчёт

При проектировании усилителя его не-обходимо рассчитывать на максимальную мощность, но необходимо также учесть потери в выходной колебательной системе, а также и потери в антенно-фидерном устройстве. Таким образом, для вы-числения мощности, которую необходимо обеспечить на выходе оконеч-ного каскада, необходимо знать КПД выходной колебательной системы и антенно-фидерного устройства, которые мы положим равными 0.9. Таким образом, полная мощность, которая должна быть обеспечена, на выходе оконечного каскада вычисляется по формулам:

Pок1 = Pmax + Pmax*(1 — КПДвкс) = 12.5 Вт (1);

4 Расчёт оконечного каскада

Исходные данные для расчёта ОК:

fв = 15 МГц (верхняя граничная частота);

fн = 9 МГц (нижняя граничная частота);

Мощность — 10 Вт

Режим класса А.

Схема оконечного каскада представлена на рисунке 1

Рисунок 1 -Схема оконечного каскада.

По верхней граничной частоте и номинальной мощности подбираем подходящий транзистор, нам подходит транзистор 2Т903А.

Параметры транзистора 2Т903А:

rнас = 1Ом — сопротивление насыщения;

rб = 2Ом — сопротивление материала базы;

rэ = 0 Ом — сопротивление в цепи эмиттера;

Rуэ = 100 Ом — сопротивление утечки эмиттерного перехода;

Еотс = 0.7 В — напряжение отсечки;

h21оэ = 15коэффициент усиления по току;

fT = 130 МГц — граничная частота усиления по току;

Ск = 50 пФ — барьерная емкость коллекторного перехода;

Ска =10 пФ — барьерная емкость активной части коллекторного перехода;

Сэ = 350 пФ — барьерная емкость эмиттерного перехода;

Lэ = 0.1 нГн — индуктивность эмиттера;

Lб = 20 нГн — индуктивность базы;

Uкдоп = 55 В — предельное напряжение на коллекторе;

Ебэдоп = 4 В — обратное постоянное напряжение на эмиттерном переходе;

Iк0доп = 3 А — постоянная составляющая;

Iкдоп = 8 А — допустимый ток коллектора.

Результат расчёта входной (базовой) цепи:

Результаты расчёта коллекторной цепи:

5 Расчёт предоконечного каскада

Исходные данные для расчёта ПОК:

fв = 15 МГц (верхняя граничная частота усилителя);

fн =9 МГц (нижняя граничная частота усилителя);

По верхней граничной частоте и номинальной мощности подбираем подходящий транзистор, нам подходит транзистор 2Т921А.

Рисунок 2 -Схема предоконечного каскада.

Параметры транзистора 2Т921А:

Результат расчёта входной (базовой) цепи:

Результаты расчёта коллекторной цепи:

6 Расчёт цепи межкаскадного соединения

В качестве цепи межкаскадного соединения, между оконечным и пре-доконечным каскадами, возьмём ФНЧ — трансформатор. Схема трансформа-тора приведена на рис. 3.

Исходные данные для расчёта МКС:

fв =15 МГц (верхняя граничная частота усилителя);

fн =9 МГц (нижняя граничная частота усилителя);

Rг =48 Ом (выходное сопротивление предыдущего каскада);

Rн =18 Ом (входное сопротивление последующего каскада);

а = 0. 043 (допустимая неравномерность коэффициента передачи по мощно-сти).

После выполнения расчётов получились следующие номиналы эле-ментов:

Емкости

Индуктивности

1. 37E-9

7. 90E-7

2. 50E-9

4. 33E-7

Схема цепи межкаскадного соединения приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема цепи межкаскадного соединения.

7 Расчёт выходной колебательной системы

Исходные данные для расчёта ВКС:

fв =15 МГц (верхняя граничная частота усилителя);

fн =9 МГц (нижняя граничная частота усилителя);

Rн = 50 Ом (сопротивление нагрузки);

Rвх =10. 6Ом (сопротивление предыдущего каскада);

Pвх =12.5 Вт (мощность на входе ВКС);

Pдоп =0. 012 Вт (допустимая мощность высших гармоник);

КБВн = 0.9 (допустимое значение коэффициента бегущей волны нагрузки);

КБВвх = 0.7 (допустимое значение коэффициента бегущей волны на входе ВКС);

При проектировании выходных колебательных систем, устанавли-ваемых после оконечного каскада усилителя, на первом плане стоит обеспечение заданной фильтрации высших гармоник. Заданную фильтра-цию гармоник, в первую очередь наиболее интенсивной — второй и третьей. Выходная колебательная система должна обеспечить в рабочем диапазоне частот усилителя при заданном уровне колебательной мощности и вы-соком КПД.

Для выбора типа выходной колебательной системы необходимо вы-числить коэффициент перекрытия рабочего диапазона, который вычисля-ется по формуле:

так как полученный коэффициент перекрытия по частоте Kf =1. 67, то для фильтрации высших гармоник ВКС можно выполнить в видеодного широкодиа-пазонного не перестраиваемого фильтра.

При расчёте получим, что для реализации фильтра с заданными параметрами потребуется один шестизвенный фильтр.

Номинальные значения элементов фильтра равны:

Емкости

Индуктивности

Схема фильтра приведена на рисунке 3.

Рисунок 3-Схема выходной колебательной системы.

6 Заключение

Разработанный мною усилитель соответствует параметрам моего варианта:

обеспечивает на выходе ВКС требуемую мощность (10Вт);

работает в заданном диапазоне частот (от 9 до 15 МГц)

26

14

7 Список использованной литературы

Шумилин М. С. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков; - Москва: Радио и связь, 1987;

Шахгильдян В. В. Проектирование радиопередающих устройств, — Мо-сква: Радио и связь, 1993;

Благовещенский М. В. Радиопередающие устройства., М.: «Радио и связь», 1982.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой