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 необходимо рассчитывать на максимальную мощность, но необходимо также учесть потери в выходной колебательной системе, а также и потери в антенно-фидерном устройстве. Таким образом, для вычисления мощности, которую необходимо обеспечить на выходе оконечного 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 предоконечным каскадами, возьмём ФНЧ - трансформатор. Схема трансформатора 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 мощности).
После выполнения расчётов получились следующие номиналы элементов:
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, устанавливаемых после оконечного каскада усилителя, на первом плане стоит обеспечение заданной фильтрации высших гармоник. Заданную фильтрацию 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 высоком КПД.
Для выбора типа выходной колебательной системы необходимо вычислить коэффициент перекрытия рабочего диапазона, который вычисляется по формуле:
так как полученный коэффициент перекрытия по частоте Kf =1.67, то для фильтрации высших гармоник ВКС можно выполнить в видеодного широкодиапазонного 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)
7 Список использованной литературы
1. Шумилин М. С. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков; - Москва: Радио и связь, 1987;
2. Шахгильдян В. В. Проектирование радиопередающих устройств, - Москва: Радио и связь, 1993;
3. Благовещенский М.В. Радиопередающие устройства., М.: "Радио и связь", 1982.
Другие работы по теме:
Проектирование усилителя мощности на основе ОУ
Задание на курсовое проектирование по курсу «Основы электроники и схемотехники» Студент: Данченков А.В. группа ИИ-1-95. Тема: «Проектирование усилительных устройств на базе интегральных операционных усилителей»
Расчет усилителя низкой частоты
Реферат Курсовая работа оформлена на 35 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 16 источников использованной литературы и 5 приложений.
Расчет импульсного усилителя
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХН. УНИВЕРСИТЕТ)
передатчик расчет 50 - 80 Мгц
Министерство образования РФ Новгородский Государственный Университет имени Ярослава Мудрого __________________________________________________________
Расчёт видео усилителя
2. Расчёт структурной схемы Амплитуда входного и выходного тока: = 0,0015 /5 = 3 мкА; вых m вых m = 0,25 / 50 = 5 мА; Определим общий коэффициент усиления:
Расчет многокаскадного усилителя
Курсовая работа по усилительным устройствам. ВАРИАНТ № 7 Выполнил ст.гр.04 - 414 Уткин С.Ю. Проверил Харламов А.Н. ЭТАП №1 Исходные данные для расчета .
Исследование радиопередающего устройства
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ» Кафедра теоретических основ радиотехники
Электронный усилитель 2
Федеральное агентство по образованию Кафедра «Цифровые радиотехнические системы» Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Схемотехника радиоэлектронных средств»
Связной передатчик с амплитудной модуляцией
Обоснование функциональной схемы передатчика. Расчет и определение транзистора для оконечной ступени передатчика. Расчет оконечного каскада, входного сопротивления антенны, цепи согласования. Определение коллекторной цепи генератора в критическом режиме.
Расчет генератора с внешним возбуждением на транзисторе
Расчет количества информации в битах на степень свободы сигнала при равномерном законе распределения плотности. Построение электрической принципиальной схемы генератора с внешним возбуждением. Амплитуда коллекторного напряжения и цепь выходного каскада.
Устройства генерирования и формирования сигналов
Сущность и назначение радиопередающего устройства, порядок составления и расчета его структурной схемы. Расчет режима оконечного каскада и основных параметров антенны. Методика конструктивного расчета катушек индуктивности оконечного каскада передатчика.
Электронный усилитель
Расчет коллекторного сопротивления транзистора. Расчет выходного, входного и промежуточного каскада усилителя. Входные и выходные характеристики транзистора. Расчет разделительных конденсаторов, тока потребления и мощности, рассеиваемой на резисторах.
Передатчик связной радиостанции
Расчёт передатчика и цепи согласования. Расчёт структурной схемы и каскада радиопередатчика, величин элементов и энергетических показателей кварцевого автогенератора. Нестабильность кварцевого автогенератора и проектирование радиопередающих устройств.
Оконечный каскад однополосного связного передатчика
Расчет оконечного каскада передатчика и цепи согласования с антенной. Составление структурной схемы РПУ. Выбор структурной схемы передатчика и транзистора для выходной ступени передатчика. Расчет коллекторной и базовой цепи, антенны, параметров катушек.
Однополосный связной передатчик
Порядок разработки однополосного связного передатчика, выбор и расчет его структурной схемы. Методика выбора схемы оконечного каскада. Определение элементов и их конструктивный расчет. Порядок и особенности построения коллекторной цепи, ее элементы.
Функциональные устройства телекоммуникаций
Контрольное задание №1 Исходные данные (Вариант №4): Еп, В I0K, мА U0КЭ, В EГ, мВ RГ, кОм fН, Гц fВ, кГц M, дБ tСМИН, оC tСМАКС, оC Изобразим полную принципиальную схему предварительного каскада элементами связи с источником сигнала и последующим каскадом.
Усилитель звуковых частот
Расчет оконечного каскада и коэффициента использования напряжения питания. Предельная частота оконечного транзистора. Расчет нелинейных искажений, регулятора тембра и каскада предварительного усиления. Постоянное время регулятора, входное сопротивление.
Универсальный генератор
Характеристика свойств и принципов действия усилителей низкой частоты на биполярных транзисторах. Основные методики проектирования и расчета генераторов колебаний прямоугольной формы с управляемой частотой следования импульсов. Эскиз источника питания.
Расчёт импульсного усилителя
Усилительный каскад с применением транзистора как основа электроники. Расчет импульсного усилителя напряжения с определенным коэффициентом усиления. Выбор схемы усилителя и транзистора. Рабочая точка оконечного каскада. Расчет емкостей усилителя.
Расчет широкополосного усилителя мощности
Расчет входного каскада широкополосного усилителя. Расчет нижней и верхней граничной частоты. Распределение частотных искажений. Схема регулировки усиления. Расчет параметров обратной связи. Топология элементов широкополосного усилителя мощности.
Расчет трансформаторного усилителя
Методика расчета двухкаскадного трансформаторного усилителя мощности, выполненного на кремниевых транзисторах структуры p-n-p, и его КПД. Особенности составления эквивалентной схемы усилителя для области средних частот с учетом структуры транзисторов.
Расчет и конструирование АМ передатчика
Разработка структурной схемы передатчика с базовой модуляцией, числа каскадов усиления мощности, оконечного каскада, входной цепи транзистора, кварцевого автогенератора, эмиттерного повторителя. Эквивалентное входное сопротивление и емкость транзистора.
Разработка передатчика для радиовещания в синхронной сети
Использование синхронных сетей радиовещания для повышения эффективности работы передатчиков и улучшения слышимости РВ передач на низких и средних частотах. Разработка структурной схемы передатчика. Выбор усилительного элемента в выходном каскаде.
Расчёт резисторного усилителя напряжения с RC-связью
Составление эквивалентной схемы усилителя для области средних частот, расчет его параметров. Определение сопротивления резистора, мощности, рассеиваемой им для выбора транзистора. Вычисление полного тока, потребляемого усилителем и к.п.д. усилителя.
Расчет усилителя низкой частоты
Определение параметров работы двухкаскадного усилителя тока с непосредственной связью, выполненного на германиевых (Ge) транзисторах структуры n-p-n по заданным показателям. Основные расчеты показателей преобразования напряжения, коэффициентов усиления.
Расчет резисторного усилителя тока с непосредственной связью
Расчет параметров усилителя, на вход которого подается напряжение сигнала с заданной амплитудой от источника с известным внутренним сопротивлением. Определение КПД усилителя с общей параллельной отрицательной обратной связью по току и полного тока.
Функциональные устройства телекоммуникаций
Принципиальная схема предварительного каскада с источником сигнала и последующим каскадом. Выбор типа транзистора, исходя из заданного режима его работы и частоты верхнего среза усилителя. Расчет параметров малосигнальной модели биполярного транзистора.
Усилитель с обратной связью
Проектирование многокаскадного усилителя переменного тока с отрицательной обратной связью. Расчет статических и динамических параметров электронного устройства, его схематическое моделирование на ЭВМ с использованием программного продукта Microcap 3.
Проектирование связного передатчика
Структурная схема передатчика. Краткое описание структурной схемы. Трактовка схемных решений для автогенератора. Подробное обоснование роли элементов схемы. Расчет режима оконечного каскада РПУ и коллекторной цепи выходного каскада. Параметры антенны.
Радиопередающие устройства
Московский Государственный Авиационный Институт (Технический Университет) Кафедра 406 Курсовая работа по дисциплине “Радиопередающие устройства”