48881

Радіоелектронні пристрої системи та комплекси. Методичні вказівки

Книга

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Список предметних скорочень АМ – амплітудна модуляція; АССЗ – аналогова система стільникового зв’язку; БПС – буферний підсилювач сигналу; ГКН – генератор керований напругою; ГОЧ – генератор опорної напруги; ДВЧ – дільник високої частоти; ДКМХ – декаметрові хвилі; ДСТУ – Державний стандарт України; ЄСКД – Єдина система конструкторської документації; КГ – кварцовий генератор; КІМ – кодовоімпульсна модуляція; МХ – метрові хвилі; НВЧ – надвисокі частоти; ОМ – односмугова модуляція; ПБТЗ – передавач базової станції транкінгового зв’язку; ПЗКД –...

Украинкский

2013-12-17

977.5 KB

5 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

ПРИСТРОЇ ГЕНЕРУВАННЯ ТА ФОРМУВАННЯ СИГНАЛІВ

Методичні вказівки до виконання курсової роботи для студентів спеціальностей:

8.090702 “Радіоелектронні пристрої

системи та комплекси”, 7.090703 “Апаратура

радіозв’язку, радіомовлення і телебачення”,

7.160103 “Системи захисту від несанкціонованого доступу”, 7.100118 “Системи аеронавігаційного обслуговування”

Київ 2003

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

ПРИСТРОЇ ГЕНЕРУВАННЯ ТА ФОРМУВАННЯ СИГНАЛІВ

Методичні вказівки до виконання курсової роботи для

студентів спеціальностей:

8.090702 “Радіоелектронні пристрої системи та комплекси”,

7.090703 “Апаратура радіозв’язку, радіомовлення і телебачення”, 7.160103 “Системи захисту від

несанкціонованого доступу”, 7.100118 “Системи аеронавігаційного обслуговування”

Київ 2003

УДК 621.396.61(076.5)

ББК  з848-041я 73-5

П771

Укладачі:  А.І. Білець, О.Д. Любімов, Ю.В. Пепа

Рецензент  В.О. Хорошко

Затверджено на засіданні секції факультету електроніки та телекомунікацій редради НАУ 15 січня 2003 року.

Пристрої генерування та формування сигналів:

П771 Методичні вказівки до виконання курсової роботи /

Укл.: А.І. Білець, О.Д. Любімов, Ю.В. Пепа. – К.: НАУ,

2003. – 36 с.

Наведені варіанти завдань та рекомендації з курсового проектування зв’язкових передавачів, обґрунтування технічних вимог, вибору і розрахунку структурної схеми, електричного розрахунку його каскадів. В додатку наведені довідникові дані деяких ламп і транзисторів.

Призначені для студентів стаціонару та Інституту заочного та дистанційного навчання спеціальностей 8.090702, “Радіоелектронні пристрої системи та комплекси”, 7.090703, “Апаратура радіозв’язку, радіомовлення і телебачення”, 7.160103, “Системи захисту від несанкціонованого доступу”, 7.100118 “Системи аеронавігаційного обслуговування”.

Список предметних скорочень

АМ – амплітудна модуляція;

АССЗ – аналогова система стільникового зв’язку;

БПС – буферний підсилювач сигналу;

ГКН – генератор керований напругою;

ГОЧ – генератор опорної напруги;

ДВЧ – дільник високої частоти;

ДКМХ – декаметрові хвилі;

ДСТУ – Державний стандарт України;

ЄСКД – Єдина система конструкторської документації;

КГ – кварцовий генератор;

КІМ – кодово-імпульсна модуляція;

МХ – метрові хвилі;

НВЧ – надвисокі частоти;

ОМ – односмугова модуляція;

ПБТЗ – передавач базової станції транкінгового зв’язку;

ПЗКД – поділювач із змінним коефіцієнтом ділення;

ПК – пульт керування;

ПОЧ – поділювач опорної напруги;

ППЖ – передавач пейджингового зв’язку;

ПСЗР – передавач стільникового рухомого зв’язку;

ПТЗ – передавач транкінгового зв’язку;

ТЛГ – телеграфія;

ТЛФ – телефонія;

ЧФД – частотнофазовий детектор;

ЧМ – частотна модуляція;

ШСП – широкосмуговий підсилювач.

ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Мета курсового проектування – застосування теоретичних знань, отриманих у результаті вивчення курсу, для вирішення конкретної інженерної задачі розробки радіопередавача із заданими характеристиками.

Задачі курсового проектування полягають в наступному:

  •  вивчення сучасних тенденцій в області створення радіопередавачів різних діапазонів частот;
  •  освоєння методів розрахунку основних вузлів радіопередавача;
  •  знайомство із сучасною елементною базою авіаційної радіоелектроніки;
  •  набуття навиків в роботі з довідковою та іншою літературою за спеціальністю;
  •  свідомому застосуванні пристроїв, які вирішують експлуатаційні задачі на сучасному рівні (встроєний контроль, прогнозування технічного стану, застосування обчислювальної техніки для автоматизації контролю та ін.).

Курсова робота містить в собі:

  •  пояснювальну записку (15-20 с., формату А4);
  •  графічну частину (креслення, формату А3 або А2).

Усі матеріали повинні бути оформлені у відповідності із вимогами ЄСКД та ДСТУ.

Тематика курсового проектування розподілена за двома основним напрямками:

  •  передавачі звязкових радіостанцій декаметрових та метрових хвиль;
  •  передавачі надвисоких частот (НВЧ).

Такий розподіл пов’язаний з врахуванням спеціалізацій 8.090702 “Радіоелектронні пристрої системи та комплекси”, 7.090703 “Апаратура радіозв’язку, радіомовлення і телебачення”, 7.160103 “Системи захисту від несанкціонованого доступу”,  7.100118 “Системи аеронавігаційного обслуговування”.

Номер варіанта на курсовий проект студент визначає числом, що являє собою останні цифри номера студентського білету за табл. 1. Якщо одержане число більше 50, то від нього слід відняти число 50.

Наприклад, для номера 830527 – варіант 27 (див. табл. 1); для номера 830556 – варіант 56-50=6 (див. табл. 1). Якщо номер білета закінчується нулями, то нулі потрібно відкинути так, щоб поряд з цифрою залишався один нуль. Для номера 834000 – варіант          40-25=15 (див. табл. 1).

Пояснювальна записка – це документ що містить обґрунтування і розрахунок прийнятих технічних рішень та опис виробу. Вона повинна містити такі розділи:

  •  вступ (1 с.) з вказівками, на основі яких документів розроблюється робота і основні параметри радіопередавача, особливості його використання як елемента радіотехнічної системи;
  •  розрахунок структурної схеми (4 – 5 с.), в якій, виходячи із призначення радіопередавача і вимог до нього, обрати тип електронного приладу, обґрунтувати кількість каскадів, визначити спосіб модуляції, а також необхідні елементи встроєного контролю, тип збуджувача та інші характеристики. Текст потрібно супроводжувати розрахунками (потужності проміжних каскадів, кількості модулів в кінцевому підсилювачі та ін.);
  •  електричний розрахунок принципової електричної схеми двох каскадів передавача (вихідного каскаду та опорного генератора збуджувача) (12 – 15 с.), який полягає в тому, що кожен елемент обраний із структурної схеми потрібно втілити в конкретну електричну схему, з конкретними параметрами електроелементів і режимами роботи електронних приладів. Оцінюючи переваги та недоліки відомих технічних рішень, слід вибрати конфігурацію схеми (однотактна чи двотактна, проста чи складна). Також потрібно зробити повний розрахунок режимів електронних приладів і параметрів елементів (блокуючі, фільтруючі, сумуючі та ін.) на основі загальноприйнятих методик [1 – 17]. Необхідно розрахувати вихідний каскад підсилювача високої частоти і один із каскадів збуджувача (автогенератор);

– висновок (1 с.), в якому необхідно підвести підсумок виконаної роботи, вказати, які технічні характеристики забезпечує розроблений передавач і за допомогою яких сучасних технічних рішень вдалось їх реалізувати.

Параметри антени та фідеру, Ом

600

300

400

600

300

400

500

200

300

600

300

600

400

100

300

75

100

Крок сітки частот, кГц

1

1

1

5

5

5

10

10

10

100

100

100

50

50

25

25

1000

Нестабіль-ність частоти

±  5∙10-7

±  1∙10-7

±  8∙10-7

± 300Гц

±   40Гц

± 500Гц

±   50Гц

±   50Гц

±   50Гц

±  1∙10-7

±  1∙10-7

±  1∙10-7

± 50∙10-7

± 50∙10-7

± 30∙10-7

± 30∙10-7

± 30∙10-7

Режим роботи,

коефіцієнт модуляції

ТЛФ, m=0.9

ОМ, ТЛФ

ТЛФ, m=0.95

ТЛФ, m=0.9

OM, ТЛФ

ТЛГ, m=1

ТЛФ, m=0.9

ТЛФ, m=0.95

OM, ТЛФ

ТЛФ, m=0.9

ТЛФ, ОМ

OM, ТЛФ

ТЛФ, m=0.95

ЧМ, ТЛФ

ТЛФ, m=0.9

ЧМ, ТЛФ

ЧМ, ТЛФ

Потужність в антені,

Вт

1000

400

600

4

10

20

8

40

16

15000

1500

10000

25

15

200

100

10

Діапазон частот, МГц

1.5…12

2…8

3…25

1.6…8

2…10

3…18

0.6…1.8

0.6…1.8

1…3

3…30

2…24

3…24

100…150

100…150

118…135

118…135

156…175

Номер варіанта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Параметри антени та фідеру, Ом

100

75

75

100

100

100

100

75

100

100

100

100

50

75

50

75

75

Крок сітки частот,

кГц

0.1

0.1

1

1

5

5

1

0.1

2

2

5

5

25

50

50

25

100

Нестабіль-

ність частоти

100∙10-6

10∙10-6

50∙10-6

10∙10-6

50∙10-6

30∙10-6

30∙10-6

2∙10-6

30∙10-6

10∙10-6

20∙10-6

15∙10-6

35∙10-6

75∙10-6

50∙10-6

100∙10-6

45∙10-6

Режим роботи,

коефіцієнт модуляції

ТЛФ, m=0.8

ТЛФ, OM

ТЛФ, OM

ТЛФ, ТЛГ,  m=0.9

ТЛФ, ТЛГ,  m=0.95

ТЛФ, ТЛГ,  m=0.9

ТЛФ, m=0.85

ТЛФ, OM

ТЛФ, ТЛГ,  m=0.9

ТЛФ, ТЛГ,  m=0.8

ТЛФ,  m=0.95

ТЛФ, ТЛГ,  m=0.85

ТЛФ, m=0.8

ТЛФ, m=0.9

ТЛФ, m=0.85

ТЛФ, m=0.9

ТЛФ, m=0.8

Потужність в антені,

Вт

10

         25

50

60

75

60

30

400

65

100

150

200

5

10

15

18

3

Діапазон частот, МГц

2…8

2…20

2…30

3…34

1,5…24

2…18

2…10

2...24

0,2…1,5

0,3….1,2

0,2…1,0

0,2…1,5

118…136

118…136

110…150

110…150

118…136

Номер варіанта

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

Параметри антени та фідеру, Ом

50

50

50

50

50

75

50

75

75

50

75

75

75

75

75

75

Крок сітки частот,

кГц

25

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

25

50

50

25

25

Нестабіль-

ність частоти

35∙10-6

5∙10-6

15∙10-6

1.5∙10-6

2∙10-6

1,5∙10-6

2∙10-6

3∙10-6

2∙10-6

1,5∙10-6

3∙10-6

1,5∙10-6

2∙10-6

5∙10-6

3∙10-6

4∙10-6

Режим роботи,

коефіцієнт модуляції

ТЛФ, m=0.9

ТЛФ, ЧМ

ТЛФ, ЧМ

ППЖ, КІМ

ППЖ, ЧМН

ППЖ, ЧМН

ППЖ, ЧМН, КІМ

АССЗ, ЧМ, f=12кГц

АССЗ, ЧМ, f=12кГц

АССЗ, ЧМ, f=9,5кГц

ПСРЗ, М=0,3, GMSK

ПСРЗ, М=0,3, GMSK

ПСРЗ, GSM, M=0,3

ПТЗ; ЧМ,  М=0,7

ПТЗ, ЧМ, М=0,8

ПБТЗ, ЧМ,  М=0,8

Потужність в антені,

Вт

20

20

      1

150

200

250

150

 5

50

50

20

8

5

20

4

40

Діапазон частот, МГц

118…136

220…265

260…300

1930…1990

1950…1980

1930…1985

169,425…169.8

825…845

870…890

935…950

935…960

935…960

935…960

136…174

136…174

385…388

Номер варіанта

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

У кінці пояснювальної записки слід навести список використаної літератури. Список має бути оформлений у відповідності з правилами бібліографічного опису здійснення друку за ДСТУ 7.1 – 84.

Пояснювальну записку слід оформлювати у відповідності з вимогами. Пояснювальну записку пишуть акуратно чорнилами (пастою) чорного (синього) кольору з одного боку аркуша (формату А4 – 210×297 мм) або набирають на комп’ютері. Кожен розділ починається з нового аркуша. Перший аркуш розділу виконують за ДСТУ 2.104 – 68. Зразок першої сторінки розділу наведений в роботі [18, дод. 3]. Усі наступні сторінки розділу можна виконувати без штампа і рамки, в правому кутку знизу проставляють номер сторінки. Сторінки розділів виконувати без рамки.

Нумерація сторінок починається з титульного аркуша.

Розділи і підрозділи повинні мати найменування (заголовки). Відстань між заголовком і наступним текстом 15мм, відстань між заголовком і наступною строчкою попереднього тексту 20мм. До розрахунку кожної величини в записці мають бути пояснення. Наприклад, розраховуємо постійну складову колекторного струму... або визначаємо коефіцієнт трансформації трансформатора....

Виклад матеріалу слід ілюструвати рисунками, графіками, таблицями, які слід пронумерувати і зробити на них посилання. Необхідно також посилатися на літературу, в якій приводиться використана методика розрахунку.

Формули нумерують арабськими цифрами в межах розділу з правого боку аркуша на рівні формули в круглих дужках, вказуючи номер розділу і номер формули, розділюючи їх крапкою.

Усі ілюстрації і графіки називають рисунками. Кожен рисунок повинен мати смисловий заголовок, який пишуть знизу. Під рисунком, перед назвою, вказують його номер.

Значення фізичних величин пишуть лише в Міжнародній системі одиниць (СІ) у відповідності з ДСТУ 8.417 – 81.

Якщо розрахунки проведені на ПЕОМ, необхідно вказати тип ПЕОМ, алгоритм, програму та її роздрукований варіант.

Графічна частина проекту повинна мати одне креслення:

  •  

радіопередавач (схема електрична принципова, формат А3 або А2);

Електричну схему передавача потрібно зображувати на одному аркуші. Повну електричну схему вихідного каскаду і автогенератора, інші каскади можна зображувати умовними позначеннями. Масштаб зображення електроелементів слід вибирати виходячи із зручності розміщення схеми при нормальному заповненні аркуша. Повністю треба привести тільки електричну схему каскадів, розрахованих в пояснювальній записці. Інші каскади зобразити так, як на структурній схемі (у вигляді прямокутника), вказавши відповідні входи і виходи. Усі проводи, які з’єднують передавач з іншими приладами (блок живлення, пульт керування та ін.) необхідно виводити на з’єднувальні елементи або вносити в спеціальну таблицю, вказавши номер контакту і найменування кола. В електричній схемі передавача треба обовязково передбачити можливість контролю режимів електронних приладів (вимірювальні прилади, контрольні гнізда, прилади управління). Незалежно від кількості каскадів збуджувача, розрахованих в пояснювальній записці, його схема має бути достатньо повною, щоб пояснити принцип формування сітки частот передавача.

Графічну частину проекту виконують на аркушах паперу формату А3 або А2 з урахуванням вимог ДСТУ 2.302-68 до масштабів креслень, ДСТУ 2.307-68 – до засобів нанесення розмірів. Схеми виконують у відповідності до вимог ДСТУ 2.701-76 та ДСТУ 2.702-76.

Завершальним етапом виконання курсової роботи є її ЗАХИСТ. Під час захисту роботи студенту необхідно коротко (не більше 5 хв.) доповісти про результати проектування. Зміст доповіді і послідовність викладу матеріалу наступні:

  •  призначення передавача і основні вимоги до нього;
  •  опис структурної схеми з поясненням призначення кожного блоку, починаючи з антени;
  •  опис електричної принципової схеми передавача з поясненням особливостей побудови кожного каскаду і режимів роботи електронних приладів;
  •  висновки.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ПРОЕКТУВАННЯ ПЕРЕДАВАЧІВ ЗВ’ЯЗКУ

Під час проектування передавачів звязку основним завданням є складання структурної схеми. Існує декілька видів структурних схем залежно від способу модуляції, вихідної потужності, призначення передавача.

Структурна схема радіопередавача проектується на основі заданих технічних показників, основними з яких є:

  •  потужність радіопередавача в режимі несучого коливання P1 в антені чи на виході фідера, яка визначає дальність дії радіозв’язку;
  •  робоча частота fр чи діапазон робочих частот fр min...fр max;
  •  відносна стабільність частоти fр/fр;
  •  вид і рівень модуляції.

Вказані технічні характеристики забезпечуються багатокаскадною побудовою радіопередавача. Залежно від вихідної потужності структурна схема передавача буде мати вигляд, показаний на рис. 1.1. Структурна схема наземного передавача з великою потужністю (>500 Вт) виконується на транзисторах і лампах (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структурна схема наземного передавача

Передавач складається із збуджувача 1, який містить в собі опорний генератор і синтезатор частот, буферного каскаду 2, тракту попереднього підсилення сигналу 3, кінцевого підсилювача 4, пристрою узгодження з антеною 5 і низькочастотного тракту, що забезпечує модуляцію і складається з джерела інформації 6, попереднього підсилювача низької частоти 7, амплітудного модулятора 8.

Вихідний каскад передавача виконується на електронній лампі або транзисторі, що працює на антену або фідер і має елементи настроювання. Попередні підсилювачі можуть бути виконані на лампах і транзисторах, які працюють як в широкому, так і у вузькосмуговому діапазоні частот з елементами настроювання. Тут застосовують підсилювачі, які працюють в режимі підсилення основної частоти і в режимі помноження.

Передавачі середньої та малої потужності (<500 Вт) виконуються на транзисторах і мікросхемах.

Структурна схема транзисторного передавача звязку зображена на рис. 1.2.

Особливістю таких передавачів є те, що перехід з однієї частоти в іншу здійснюється лише в збуджувачі та в пристрої узгодження з антеною.

Підсилювальні каскади повинні бути широкосмуговими і забезпечувати заданий коефіцієнт підсилення за потужністю в усьому діапазоні частот.

Рис. 1.2. Структурна схема транзисторного передавача зв’язку

Передавач складається із збуджувача 1, лінійного підсилювача потужності, який містить в собі попередній підсилювач потужності 2, перед кінцевий 3 і кінцевий каскади 4 і 5, пристрою 6,який забезпечує підсумовування потужностей декількох модулів, які входять до вихідного каскаду, пристрою 7, який забезпечує фільтрацію високих гармонік і узгодження опору вихідного каскаду з антеною, низькочастотного тракту, який забезпечує модуляцію і містить в собі джерело інформації 8, підсилювач низької частоти 9 та модулятор 10.

Системи підсумовування потужностей – це найважливіша частина лінійного підсилювача високої частоти, будуються за мостовими схемами, що забезпечують взаємну розв’язку підсилювачів 4 та 5, пристрої узгодження з антеною виконують у вигляді системи комутованих фільтрів або автоматичних контурів, які перестроюються. Усі попередні підсилювачі – широкосмугові і працюють в класі А для отримання лінійної амплітудної характеристики.

Сучасні транзисторні передавачі мають блочно-модульну конструкцію. Підсилювальний модуль являє собою схемне і конструктивне об’єднання декількох транзисторів разом із узгоджуючими ланцюгами, пристроями поділу та підсумовування  потужностей всередині модуля, колом живлення, системами блокування, захисту та забезпечення відводу тепла. Маючи набір таких модулів, можна проектувати не тільки вихідні, а й проміжні частини передавача.

Під час проектування односмугових передавачів необхідно забезпечити високу лінійність підсилюючого тракту. Структурна схема такого передавача зображена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Структурна схема односмугового передавача: 1 – джерело інформації, 2 – підсилювач низької частоти, 3 – збуджувач, 4 – лінійний підсилювач потужності, 5 – узгоджуючий пристрій

Односмуговий передавач складається із збуджувача, який в своєму складі має опорний генератор, синтезатор, односмуговий модулятор, лінійний підсилювач потужності із узгоджуючим пристроєм, низькочастотний підсилювальний тракт, що містить в собі джерело інформації і підсилювач низької частоти.

У теперішній час для формування односмугового сигналу використовують метод повторної балансної модуляції з фільтраціею (фільтровий метод).

Сумістити вимоги непоганої лінійності амплітудної характеристики підсилювального тракту, отримання значної потужності і високого коефіцієнта корисної дії (ККД) досить важко тому, що підвищення ККД і потужності каскадів пов’язане з використанням області характеристик транзисторів і ламп, де зростають нелінійні викривлення. Тому каскади попереднього підсилення, працюють в режимі першого роду (клас А), при цьому досягається добра лінійність за рахунок малого ККД і неповне використання за потужністю транзисторів і ламп. Кінцеві каскади повинні мати високий ККД і працювати з відсіком (режим В), в недонапруженому режимі. Застосування двотактних схем дозволяє значно зменшити на навантаженні напругу парних гармонік.

Структурна схема передавача з частотною модуляцією трохи відрізняється від передавачів з односмуговою модуляцією (рис.1.4).

Рис. 1.4. Структурна схема передавача з частотною модуляцією: 1 – джерело інформації; 2 – частотний модулятор; 3 – збуджувач; 4 – підсилювальний тракт; 5 – узгоджувальний пристрій

Передавач з частотною модуляцією містить збуджувач, який включає в себе кварцовий генератор, керований джерелом інформації за допомогою частотного модулятора і синтезатор частоти, підсилювальний тракт ВЧ з узгоджувальним пристроєм.

У такому випадку використовується прямий метод формування частотно-модульованого сигналу, який потребує застосування помножувачів частоти, внаслідок малої девіації частоти кварцового генератора. Помноження частоти можна застосувати або в синтезаторі частот, або в підсилювальному тракті. Особливістю режиму роботи підсилювального тракту є вибір граничного режиму роботи активних елементів, застосування класу АВ в попередніх каскадах підсилення і класу В – у вихідному каскаді з метою зменшення вищих гармонік.

Перейдемо до попереднього розрахунку структурних схем передавачів. Амплітудну модуляцію (АМ) у передавачах бажано виконувати у вихідному підсилювачі тому, що він найменш електрично зв’язаний із збуджувачем і змінення його режиму у разі модуляції не буде впливати на стабільність частоти радіопередавача. Крім того, це дозволяє отримати більший ККД і вихідну потужність. Слід застосовувати анодну і анодно-екранну модуляцію АМ для лампових каскадів і колекторну модуляцію для транзисторних каскадів. З метою отримання глибокої не викривленої модуляції слід модулювати ще й передостанній каскад.

Для визначення кількості підсилювальних каскадів високої частоти (ВЧ) необхідно розрахувати коливальну потужність, що віддається активним елементом вихідного підсилювача в максимальному режимі. Для каскадів з анодною та анодно- екранною модуляцією потужність ламп вибирається за формулою

де Р1ном – номінальна потужність лампи; Р1max – максимальна потужність, генеруючої лампи при заданих режимах; ηп.к. – ККД проміжного контуру; ηа.к. – ККД антенного контуру; m – коефіцієнт модуляції.

Для каскадів з колекторною модуляцією номінальна потужність транзисторів вибирається за формулою

Для передавача з частотною і односмуговою модуляцією потужність, що віддає лампа чи транзистор вихідного підсилювача, визначається як

де Р – потужність в антені, наведена в завданні.

Коефіцієнт підсилення за потужністю у модульованого за амплітудою каскаду під час використання тріодів у схемі з заземленим катодом дорівнює 8....10, при використанні тетродів і пентодів в 1,5...2 рази вище. При застосуванні тріодів необхідно враховувати їх підвищену схильність до самозбудження, тому застосовувати або двотактне включення тріоду до схеми з заземленим катодом, або виконувати генератор на одному тріоді за схемою з заземленою сіткою.

Для транзисторних каскадів коефіцієнт підсилення модуля за потужністю складає 5...6. Виходячи з наведених даних, можна зробити попередній розрахунок кількості каскадів лінійного підсилювача. Враховуючи, що вихідна потужність збуджувача вибирається від 0,05 до 0,5 Вт, і загальний коефіцієнт підсилення підсилювального тракту

.

Методика розрахунку кількості каскадів така.

Вихідна потужність передостаннього активного елементу визначається за формулою

де Кр1 – коефіцієнт підсилення за потужністю вихідного каскаду; ηп.к. – ККД проміжного контуру; Р1max – максимальна потужність вихідного каскаду.

Для забезпечення необхідної потужності вибирають тип активного елементу. Розрахунок потужності проміжних каскадів проводять за формулою

з наступним вибором активного елементу (Кр(N-1) – коефіцієнт підсилення підсилювача, що приймається в межах 5...10). Цей розрахунок проводять до отримання заданого коефіцієнта підсилення Кп.

Результати попередніх розрахунків можуть в подальшому коректуватися під час електричного розрахунку каскадів. Електричний розрахунок вихідних, проміжних, лампових і транзисторних каскадів розглядається в роботах [5], [7], [8], [9], [10], [15] та ін.

Наступним етапом попереднього розрахунку  структурної схеми є забезпечення заданого перекриття за діапазоном робочих частот. На сучасні радіопередавачі  накладаються жорсткі вимоги, щодо потужності випромінення вищих гармонік. Для діапазону декаметрових хвиль (ДКМХ) потужність випромінення побічних гармонік не повинна перевищувати 50мВт, в діапазоні метрових хвиль (МХ) – 1мВт. Виконання цих вимог в широкодіапазонних передавачах натикається на великі труднощі і багато в чому визначає схему їх кінцевих каскадів. Режим  за напруженістю і кут відсіку θ обирають в кінцевому каскаді з енергетичних міркувань або з міркувань мінімуму нелінійних викривлень модульованого сигналу. Тому вищі гармоніки в анодному чи колекторному струмі не можуть бути зменшені і їх фільтрація здійснюється коливальною системою кінцевого каскаду, або спеціальними фільтрами.

Для сучасних передавачів з ламповими вихідними каскадами настроювання здійснюють шляхом розбивки всього діапазону робочих частот на піддіапазони і настроювання в резонанс з вихідним сигналом, в межах піддіапазону шляхом змінення ємності або індуктивності контуру.

Коефіцієнт перекриття ν за діапазоном вибирається в межах 1,5....2, а загальний коефіцієнт перекриття визначається за формулою , кількість діапазонів визначається як . Отримане значення n округляють у бік збільшення до цілого числа. Уточнюють коефіцієнт перекриття . Потім виконують розбивку діапазону на піддіапазони за частотами:

З урахуванням 5% перекриття уточнюють границі піддіапазону  та :

    

Далі обраховують коефіцієнт перекриття  і визначають середні частоти діапазонів

У малопотужних передавачах діапазону МХ для здійснення фільтрації вищих гармонік і узгодження вихідного каскаду з антеною використовують фільтр нижніх частот (ФНЧ), який працює у всьому діапазоні частот без перенастроювання. Аналогічні фільтри застосовують для транзисторних передавачів діапазону ДКМХ. Ці пристрої є вузькосмуговими та перестроюваними. Наявність узгоджувального пристрою дозволяє говорити про роботу генераторних каскадів на постійне навантаження, яке дорівнює хвильовому опору фідера . Це виключає появу відбитих хвиль, які, крім зниження ККД, помітно погіршують надійність транзисторів за рахунок збільшення напруги на колекторі. На рис. 1.5 зображені схеми вузькосмугового неперестроюваного і перестроюваного фільтрів.

а     б

Рис. 1.5. Схеми фільтрів: а – вузькосмуговий неперестроюваний;

б –  перестроюваний

Збуджувач передавача проектують, виходячи із заданих технічних умов, діапазону частот та допустимої нестабільності коливань (рис. 1.6). Якщо кількість фіксованих частот невелика, збуджувач будують за принципом “кварц-хвиля”. Якщо кількість частот більше десяти, то збуджувач будують або за принципом генератора гармонік, або за інтерполяційним принципом. Під час побудови збуджувачів застосовують також елементи обчислювальної техніки, частіше цифрові подільники з попередньою обробкою гармонічного сигналу в імпульсний за допомогою формувачів. Такий спосіб підходить для діапазону МХ [16]. У разі використання принципу кварц-хвилярозраховують один кварцовий генератор. Якщо як збуджувач використовувати датчик опорних частот (ДОЧ), то розраховують один з кварцевих генераторів – елемент схеми ДОЧ. Для орієнтованої оцінки очікуваної нестабільності частоти  слід виходити з температурного коефіцієнта частоти (ТКЧ), вибраного кварцевого резонатора [9], [20] та можливого коливання навколишньої температури. Якщо необхідно, треба вказати потрібні межі термостатування. Слід передбачити деякий запас, наприклад, якщо за нормами , то під час розрахунку можна задатися значенням .

При інтерполяційному принципі побудови датчика опорних частот робоча частота отримується шляхом складання (або віднімання) двох допоміжних частот  та . Якщо  та  змінювати дискретно, то, збільшуючи кількість фіксованих частот  та  в інтерполяційному датчику опорних частот, можна отримати довільну кількість робочих частот N. Але при цьому більш раціональним є використання принципу багатократної інтерполяції (рис. 1.6).

На відміну від однократної інтерполяції тут вдається отримати велику кількість фіксованих частот N при тій самій кількості кварців і простіше вирішити задачу виділення корисного сигналу на виході перетворювача частот [5].

Кварцові генератори КГ0, КГ1, КГ2, ... КГ  (рис. 1.6) забезпечують відповідно А0, А1, А2, ... Аn фіксованих частот кожний. Перетворювачі частот ЗМ1, ЗМ і смугові фільтри СФ1, СФ2 ... СФn дозволяють отримати сумарні чи різницеві частоти. На практиці частіше використовують або лише сумарні, або лише різницеві частоти. Розглянутий принцип відноситься до методу синтезу частот генератора. Метод побудови ДОЧ, оснований на аналізі частот, докладно розглянутий в роботах [16], [17].

У разі вибору функціональної схеми датчика опорних частот визначальними є: крок сітки частот, кількість робочих хвиль, рівень побічних складових і інерційность перестроювання (інерційність перестроювання характерна для датчиків опорних частот, побудованих за принципом ідентичних декад). Це пояснюється значною інерційністю схеми фазового автоматичного підстроювання частоти.

Рис. 1.6. Структурна схема датчика опорних частот: 1, 8, 9, 10 – кварцові генератори КГ0, КГ1, КГ2, КГ4; 3, 5, 7 – смугові фільтри СФ1, СФ2, СФ3; 2, 4, 6 – перетворювачі частоти ЗМ1, ЗМ2, ЗМ3

Коли велика кількість робочих частот, використовують збуджувачі з ідентичними декадами (при малій інерційності перестроювання, при малому кроці сітки частот) або збуджувачі, в яких використовують подільники частоти, при малому рівні побічних складових (60 дБ та менше).

Слід відмітити, що помноження частоти призводить до підвищення побічних складових, а ділення – до зниження. Тому використання функціональних схем з діленням частоти краще в порівнянні з функціональними схемами з помноженням частоти. Як приклад, розглянемо цифровий синтезатор частоти, побудований за принципом аналізу. Його робота ґрунтується на системі фазово-імпульсного автоматичного підстроювання частоти (АПЧ) – (рис.1.7).

Рис. 1.7. Цифровий синтезатор частоти: 1 – ГКН, 2 – ШСП, 3 – БПС,. 4 – ДВЧ, 5 – Ф1, 6 – ГОЧ, 7 – Ф2, 8 – ПОЧ, 9 – ЧДФ, 10 – ПЗКД,    11 – ПК

Основними його блоками є: цифровий подільник зі змінним коефіцієнтом ділення (ПЗКД), поділювач опорних частот (ПОЧ), генератор, керований напругою (ГКН) та частотнофазовий детектор (ЧДФ). Для отримання ефективної реакції на невелике змінення частоти , частотнофазовий детектор здійснює частотне порівняння  на відносно низькій частоті (декілька кілогерц).

Генератор опорної частоти (ГОЧ) працює на перших гармоніках кварцу і тому його робоча частота лежить в межах декількох мегагерц. Основні коливання створюються в ГКН. У блоці проходить порівняння частот: з одного боку, утворюваною в ПОЧ, з іншого – одержуваною в ГКН.

Оскільки ці частоти відрізняються одна від одної і їх значення значно вищі від частоти порівняння , то за допомогою ПОЧ і ДВЧ, частоти ГКН приводяться до частоти . Поділювач опорних частот (ПОЧ) являє собою цифровий пристрій і тому на його вхід попадають сигнали з формувача (Ф2), який перетворює гармонічні коливання в імпульсні. Такий самий формувач встановлений після ПВЧ. З виходу другого формувача (Ф1) імпульсні сигнали подаються на ПЗКД. Коефіцієнт ділення ПЗКД змінюється за допомогою електричного кола з пульта керування (ПК). До функціональної схеми ще входять широкосмуговий підсилювач (ШСП), та буферний підсилювач сигналу (БУС). З другого виходу ШСП сигнал заданої частоти подається на вхід першого каскаду підсилення передавача.

Розглянемо принцип автоматичної підстройки частоти даної функціональної схеми. Припустимо, в робочому режимі в результаті дії дестабілізуючих факторів змінилася частота ГКН, що відразу ж призводить до зміни частоти, котра діє на ЧДФ зі сторони виходу ПЗКД. А це в свою чергу призводить до появи аналогового сигналу на виході ЧДФ, що подається на керуючий елемент (варикап), що входить до резонансної системи ГКН і змінює його частоту до значення, при якому на виході ПЗКД частота сигналу буде дорівнювати частоті порівняння і в цьому випадку керуючий сигнал ЧДФ буде дорівнювати нулю. Таким же чином працює система автоматичної підстройки частоти і у випадку, якщо зміна частоти ПЗКД буде не результатом зміни частоти ГУН, а результатом зміни коефіцієнта ділення блоку ПЗКД, а він, як було вказано, може бути змінений оператором з пульта керування.

Таким чином задана частота збуджувача встановлюється коефіцієнтом ділення ПЗКД в системі АПЧ синтезатора. При проектуванні такого синтезатора необхідно  при заданому діапазоні  частот передавача, вибрати частоту опорного генератора , коефіцієнт ділення опорної частоти n (він постійний), коефіцієнт ділення ВЧ дільника m, частоту порівняння  частотнофазового детектора та визначити діапазон зміни коефіцієнта ділення ПЗКД. Якщо позначити крок сітки частот індексом F, то тоді частота порівняння визначається за формулою: ,

де F – може дорівнювати 25 кГц; k – дробний коефіцієнт ділення ПЗКД, дорівнює 0,5. Коефіцієнт ділення ВЧ дільника дорівнює 8. Тоді

 кГц;

де  – частота опорного генератора.

Умова порівняння частот на ЧФД виражається рівністю:

.

Підставивши числове значення коефіцієнтів ділення, отримаємо:

кГц.

Таким чином, для забезпечення заданого діапазону змінення вихідної частоти синтезатора з кроком 25 кГц ПЗКД повинен змінювати свій коефіцієнт ділення від  до  з кроком 0,5 кГц.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1.  РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ устройства / Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина.-М.: Радио и связь, 1982.-407 с.
  2.  РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ устройства / Под ред. В.В.Шахгильдяна.-М.: Связь, 1980.-432 с.
  3.  ПЕТРОВ Б.Е., РОМАНЮК В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах: Учебное пособие для радиотехн. спец. Вузов. -М: Высш. шк, 1989- 232 с.
  4.  ШИРОКОПОЛОСНЫЕ радиопередающие устройства /Под ред. О.В.Алексеева.-М.: Связь, 1978.-302 с.
  5.  ЛАПИЦКИЙ В.Г., СЕМЁНОВ А.М., СОСНОВСКИЙ С.Н. Расчёт диапазонных передатчиков.- Л.: Энергия, 1974.- 306 с.
  6.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ радиопередающих устройств СВЧ / Под ред. Г.М.Уткина.-М.: Сов. радио, 1979.-320 с.
  7.  РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ устройства / М.В.Балакирев, Ю.С.Вохмяков, А.В.Журиков и др. / Под ред. О.А.Челнокова.-М.: Радио и связь, 1982.-256 с.
  8.  РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ устройства на полупроводниковых приборах. / Под ред. Р.А.Валитова, А.И.Попова.- М.: Сов. радио, 1973.-464 с.
  9.  КАГАНОВ В.И. Транзисторне передатчики.-М: Энергия, 1976.- 448 с.
  10.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ радиопередающих устройств с применением ЭВМ. / О.В.Алексеева, А.А.Головкова, А.Я.Дмитриева и др. / Под ред. О.В.Алексеева.-М.: Радио и связь, 1987.-392 .
  11.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ радиопередающих устройств / Под ред. В.В.Шахгильдяна,-М.: Связь, 1984.-424 с.
  12.  АНДРИАНОВ В.И., СОКОЛОВ А.В. Средства мобильной связи. - СПБ.: BHV-Санкт-Петербург, 1998.- 256 с.
  13.  МОЩНЫЕ полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Под ред. А.В.Голомёдова.- М.: Радио и связь, 1985.-560 с.
  14.  ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ приборы: Транзисторы: Справочник / Под ред. И.Н.Горюнова.- М.: Энергоатомиздат, 1985.-924 с.

15. СПРАВОЧНИК по кварцевым резонаторам / Под ред. И.И.Позднякова.-М.: Связь, 1978.-288 с.

Ін,

А

3

3

10,5

0,765

10,5

110

150

23

17

240

220

124

4

53

65

5

25

100

25

Uн,

В

20

20

12,6

12,6

12,6

3,4

8,3

12,6

30

12,7

10,5

11

12

6,3

6,3

6,3

7,5

8,3

7,5

6,3

fmax,

МГц

20

40

40

120

12

300

26

110

330

25

100

100

250

250

250

250

100

250

110

100

D

0,004

0,004

0,004

0,004

0,005

0,029

0,025

0,02

0,03

0,018

0,04

0,05

0,005

0,005

0,006

0,004

0,007

0,005

0,008

0,03

Sгр,

mA/B

4

4

4

5

5

10

15

11,5

6

18

25

7

15

6

10

6,5

4

30

5

10

S,

mA/B

5

4,2

7,5

8

5,5

26

35

16,5

20

20

50

10

30

16

30

20

10

80

10

25

Ea,

B

100

60

170

40

150

50

175

55

120

130

200

300

40

80

80

30

60

115

60

160

Ec3,

B

50

50

0

0

0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ec2,

B

400

400

600

300

600

-

-

-

-

-

-

-

500

800

800

300

1000

900

1000

1250

Ea,

B

1500

1500

2000

1000

2000

2

10

5

5

10

8

7,5

2000

2500

5000

1500

3500

6000

4000

10000

Іс,

A

0,9

0,9

1,9

0,6

1

0,3

30

7

0,5

20

80

12

2

6

7

1

5

40

5

20

Pс1,

Вт

3

4

10

1

10

200

600

150

300

600

2500

300

20

75

100

10

100

300

150

450

Pс2,

Вт

25

25

120

5

120

-

-

-

-

-

-

80

5

30

45

4

40

150

40

200

Pа,

Вт

125

150

450

40

450

3,5

20

2,5

10

20

60

5

500

2000

3500

150

800

14000

2000

P1,

Вт

250

300

750

80

800

1,5

30

3,5

4,5

30

40

10

700

1000

3000

180

1000

10000

1000

10000

Тип лампи

ГК-71

ГУ-72

ГУ-80

ГУ-50

ГУ-81

ГУ-37Б

ГУ-22А

ГУ-5Б

ГУ-26А

ГУ-11А

ГУ-30А

ГУ-89Б

ГУ-34Б

ГУ-40Б

ГУ-35Б

ГУ-33Б

ГУ-27Б

ГУ-36Б

ГУ-27А

ГУ-26Б

ЗМІСТ

СПИСОК ПРЕДМЕТНИХ СКОРОЧЕНЬ ..................... 3

ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ .......................... 4

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ПРОЕКТУВАННЯ ПЕРЕДАВАЧІВ ЗВ’ЯЗКУ ............................................. 11

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ................................................ 23

ДОДАТОК 1 .................................................................... 24

ДОДАТОК 2 .................................................................... 29

ДОДАТОК 3 ..................................................................... 34

Навчально-методичне видання

ПРИСТРОЇ ГЕНЕРУВАННЯ

ТА ФОРМУВАННЯ СИГНАЛІВ

Методичні вказівки з курсової роботи для

студентів спеціальностей:

8.090702 “Радіоелектронні пристрої системи та комплекси”,

7.090703 “Апаратура радіозв’язку, радіомовлення і телебачення”, 7.160103 “Системи захисту від

несанкціонованого доступу”, 7.100118 “Системи

аеронавігаційного обслуговування”

Укладачі: БІЛЕЦЬ Анатолій Іванович

 ЛЮБІМОВ Олександр Дмитрович

 ПЕПА Юрій Володимирович

Технічний редактор: А.І.Лаврінович

Коректор: Л.М.Романова

Підписано до друку  .Формат 60×84/16. Папір офсетний. Офсетний друк. Ум. фарбовідб. 10. Ум. друк. арк.        Обл.-вид. арк.    . Тираж прим. Замовлення №  . Вид. № .

Видавництво НАУ

03058. Київ-58, проспект Космонавта Комарова, 1.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31993. Побудова бази маркетингового дослідження за клієнт-серверною технологією 1.93 MB
  0 Інші Об’єкти Реляційні дані XML Програма LINQ to SQL SQL Server LINQ запит SQL запит Записи Об’єкти Керуючий додаток синхронізації Служба синхронізації Служба синхронізації Сеанс синхронізації Сховище даних Сховище даних WEBсайт Сервіс синхронізації WEBСервіс Мобільний пристрій Сервер БД ЗМІСТ ВСТУП 9 Постановка задачі .22 Вибір системи керування базами даних . 55 Вибір технології доступу до даних . 69 Вибір технологій доступу до даних .
31994. Розробка БД для системи WebФактор 595.5 KB
  Зміст пояснювальної записки перелік питань що їх потрібно розробити вступ аналіз предметної галузі постановка задачі опис концептуальної моделі опис програмної реалізації опис роботи програми охорона праці висновок список використаних джерел. Зміст Вступ Прогнозування в усьому безлічі економікоматематичних методів завжди займало особливе місце викликало активний інтерес з боку практичних працівників оскільки завдання прогнозування є актуальними для всіх ієрархічних рівнів економіки на будьяких...
31995. Анализ финансово-хозяйственной деятельности Вологодского структурного подразделения ОАО «РЖД» 932 KB
  Исследование теории нематериальных активов . Совершенствование механизмов вовлечения в хозяйственный оборот предприятия нематериальных активов. Мероприятия по совершенствованию нематериальных активов в инновационной деятельности. Оценка внутренней стоимости и эффективности использования нематериальных активов.
31996. Электронные словари и их применимость для традиционного машинного перевода 350 KB
  Добролюбова дипломная работа на тему Электронные словари и их применимость для традиционного машинного перевода Выполнил: студент гр. 33 Классификация систем машинного перевода по Лари Чайлду. 35 Системы машинного перевода. Данная работа посвящается изучению указанных проблем а также анализу некоторых лингвистических программных продуктов направленных на автоматизацию процесса перевода.
31997. ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОЙ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ НА ГРАФЕ ДЛЯ СТРУННОЙ СИСТЕМЫ С ЦИКЛОМ 1.25 MB
  При выбранной параметризации ребра функция оказывается обычной функцией на промежутке из . Если Из следует что функция возрастает от точки до и так как то на .5 получим = что равносильно равенству: Из следует что функция возрастает от точки до и так как то на . Из следует что функция возрастает от точки до и так как то на .
31998. Разработка месторождения кварцито-песчанников Рыборецкого месторождения с целью производства щебня. Специальная часть: «Обоснование рациональной технологической схемы для повышения качества щебня 1.4 MB
  В дипломном проекте рассматривается разработка месторождения кварцито-песчанников Рыборецкого месторождения открытым способом с целью производства щебня. В проекте произведена инженерно-геологическая оценка на пригодность месторождения к разработке, подобрана схема вскрытия и система разработки месторождения. Произведён расчёт основных технологических процессов горных работ и подобрано соответствующее им горно-транспортное оборудование.
32001. Влияние субкультур на социализацию молодёжи в современной России 225 KB
  Теоретические аспекты социализации. Классификация форм социализации . Проблемы социализации молодежи в современном Российском обществе 3. Ведь кризисные ситуации в различных сферах жизни и в обществе в целом всегда обостряют проблему социализации молодежи и активизируют ее изучение поскольку ставят под угрозу воспроизводство как существующих общественных структур так и отдельно взятых индивидов и личностей.