Вам предлагается для исследования и расчета оконечной ступени схема реального радиопередающего устройства.
Составьте пояснительную записку, которая должна содержать следующие разделы:
1. Структурная схема передатчика с пояснениями: тип применяемой модуляции, вид согласующего устройства выходного каскада передатчика с нагрузкой, схема возбудителя передатчика.
2. Электрические расчеты режимов и элементов оконечного каскада. Полагая, что мощность выходной ступени P1=8Вт, а антенна – это вертикальный штырь длиной l=0.5м, сделайте расчет электрического режима этого каскада и устройств согласования передатчика с нагрузкой.
3. Конструкторский расчет элементов оконечной ступени.
4. Назначение всех элементов принципиальной схемы радиопередатчика.
Данная методика расчета справедлива на частотах до (0,5…0,8)fT
. Так как у транзистора КТ934В частота единичного усиления fT=700МГц
, следовательно эта методика может использоваться для расчета входной цепи оконечного каскада.
Для устранения перекосов в импульсах iк(ωt)
нужно включать шунтирующее добавочное сопротивление Rдоп
между выводами базы и эмиттера транзистора, как показано на рис. 9.
Рис. 9
Сопротивление Rдоп
выравнивает постоянные времени эмиттерного перехода в закрытом и в открытом состоянии. Одновременно сопротивление Rдоп
снижает максимальное обратное напряжение на закрытом эмиттерном переходе.
.
При включении транзистора с ОЭ целесообразно между коллекторным и базовым выводами транзистора включать сопротивление RО.С.
, как показано на рис. 10.
Рис. 10
.
В результате включения RО.С.
создается дополнительная отрицательная обратная связь на низких и средних частотах, такая же по величине, как на высоких частотах через емкость CК
. В результате на всех частотах модуль коэффициента усиления по току транзистора β(ω)
снижается в χ
раз.
.
При работе транзистора на частотах ω>3ωT/β0
в реальной схеме генератора можно не ставить сопротивления Rдоп
и RО.С.
. Однако в последующих расчетных формулах сопротивление Rдоп
необходимо оставлять.
1. Амплитуда тока базы
.
2. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе
3. Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов
4. Напряжение смещения на эмиттерном переходе
5. Значения LВХ.О.Э, rВХ.О.Э., RВХ.О.Э., CВХ.О.Э.
в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора на рис. 11.
Рис. 11. Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора
6. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора (ZВХ
=RВХ
+iXВХ
)
В данной схеме роль согласующего устройства играет параллельный колебательный контур L21-C57-L22-C58. Целесообразно поменять местами емкость C57 и индуктивность L22 (рис. 12).
Рис. 12. Согласующее устройство
Для расчета зададимся следующими значениями:
· Характеристическое сопротивление контура:ρ=(50…200)Ом
ρ=200Ом
R1, R4 – делитель напряжения, необходимый для подачи смещения на базу.
R6 – для подачи питания на коллекторную цепь и подачи смещения на базу транзистора VT1.
С8 – блокировочная емкость.
Фазовый модулятор
L2, VD1, VD2, C11, C12 – колебательный контур. При подаче модулирующего напряжения, варикапы изменяют свою емкость, следовательно меняются параметры контура и происходит модуляция.
Умножитель на 2
R14 – для подачи смещения на базу.
C14 – блокировочная емкость.
L3, C15, C16 – колебательный контур, настроенный на 2 гармонику.
R20 – для подачи смещения за счет тока базы.
C48, L12 – Г-образный четырехполюсник.
Усилитель НЧ
C3 – блокировочная емкость.
R2 – для настройки микрофона.
C5, C6 – блокировочные емкости.
R3, C5, C6 – цепь автосмещения.
C9 – блокировочная емкость.
R7 – для питания стоковой цепи транзистора VT2.
C10 – блокировочная емкость.
R8, R11 – делитель напряжения для подачи смещения на базу транзистора VT3.
R12 – обеспечивает автосмещение.
R13 – для питания коллекторной цепи транзистора VT3.
C13 – блокировочная емкость.
R15, R16 – делитель напряжения для подачи смещения на базу транзистора VT5.
R18 – обеспечивает автосмещение.
R19 – для подачи питания на коллекторную цепь транзистора VT5.
C17 – блокировочная емкость.
С18 – блокировочная емкость.
VD3, VD4 – ограничительные диоды. Необходимы для ограничения по амплитуде резких всплесков речевого сигнала. Следовательно происходит увеличение коэффициента модуляции.
C22, L5, C23 – П-образный ФНЧ.
C24 – блокировочная емкость.
R24, R25 – делитель напряжения для подачи смещения на базу транзистора VT8.
R27 – обеспечивает автосмещение.
C28 – блокировочная емкость. Шунтирует коллекторную цепь транзистора VT8 по высокочастотному току, попавшему с модулятора.
R28 – для подачи питания на коллекторную цепь транзистора VT8.
C29 – блокировочная емкость.
R29 –для подачи смещения на варикапы VD1, VD2.
C41 – блокировочная емкость.
R30 – для изменения девиации.
R31, C45, R10 – интегратор.
Усилитель мощности
C52, L15 – Г-образный четырехполюсник.
L16 – блокировочная индуктивность.
C53 – блокировочная емкость.
L17 – нагрузка.
C54, C55, L18 – Т-образный четырехполюсник.
L19 – блокировочный дроссель. Задает нулевое смещение на базе.
В ходе выполнения курсового проекта был рассчитан оконечный каскад передатчика. Был произведен конструкторский расчет катушек индуктивности и выбор стандартных номиналов емкостей и блокировочных дросселей. Были приобретены навыки анализа принципиальных схем радиопередающих устройств.
1. Проектирования радиопередающих устройств: Учеб. пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, И.А. Попов и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь, 1993, 512с.
2. Шумилин М. С., Козырев В. Б., Власов В. А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков: Учебное пособие для техникумов. М.: Радио и связь, 1987.
3. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Устройства формирования сигналов” /Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 2003 г.