67704

Расчет передающего устройства радиовещания

Практическая работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Рассчитать передающее устройство радиовещания. Данное устройство предназначено для передачи речевых и музыкальных программ. Мощность сигнала в антенне – 25 кВт. рабочая частота – 120 МГц Нагрузка – несимметричный фидер с волновым сопротивлением 50 Ом. КПД фидера равен 0.85.

Русский

2014-09-14

1.3 MB

11 чел.

1. Техническое задание

Вариант № 16

Рассчитать передающее устройство радиовещания. Данное устройство предназначено для передачи речевых и музыкальных программ.

1. Мощность сигнала в антенне – 25 кВт.

2. рабочая частота – 120 МГц

3. Нагрузка – несимметричный фидер с волновым сопротивлением 50 Ом. КПД фидера равен 0.85.

4.Диапазон частот модулирующего сигнала: ΔF=30-15000 Гц.

5. Мощность допустимых излучений на высших гармониках несущей частоты – 50 мВт.

6.Тип модуляции F3E – частотная с девиацией частоты 50кГц

         Порядок расчёта:

1. Оконечный каскад – два модуля по двум двухтактным ГВВ на тетродах. Предоконечный каскад состоит из двух модулей по двум двухтактным ГВВ в каждом. Выходная мощность возбудителя менее 0.01 Вт.

2. Частотная модуляция осуществляется прямым способом в автогенераторе.

3. Выходная фильтрующая система представляет собой фильтр.

4. Принципиальная схема устройства.


Содержание.

1. Расчет оконечного каскада.

2. Расчет предоконечного каскада.

3. Расчет входной цепи оконечного каскада.

4. Расчет МЦС на реактивных элементах.

5. Расчет схемы сложения мощностей.

6. Расчет согласующего устройства.

7. Расчет выходной фильтрующей системы.

8. Список используемой литературы.

Рис 1.Структурная схема оконечного и предоконечного каскадов.

МЦС

дел

ГВВ

ГВВ

ГВВ

ГВВ

слож

слож

слож

ГВВ

ГВВ

ГВВ

ГВВ

1. Расчет оконечного каскада. Необходимо рассчитать: E_с, U_с, E_а, R_экв, R_доп.

Исходные данные: Ра= 25кВт,

; ;

Проведем расчет для одного плеча:

1. Колебательная мощность.

Pa1=25/8 =3.125кВт;

Р_колеб= Ра1/η * = 4.085кВт;

Выбираем тетрод:

Р_ном>Р_колеб;

f_max<f0;

Тетрод ГУ-36Б_1

f_max= 250МГц;

Р_ном= 10кВт;

Е_аmax= 7кВ;

Е_с1= 1.1 кВ;

S = 86 мА/В ;

С_вх = 150 пФ;

1. Напряжение отсечки.

Е’_с = -0.5*(100+75) = -87.5 В;

Е_а = 0.5*E_amax = 3.5 кВ;

2.  = U_агр/ E_a = 0.71;

3. U_a = *E_a = 2.5 кВ;

4. Амплитуда первой гармоники анодного  тока:

I_a1 = 2*P_колеб / U_a = 3.27 A; I_amax= I_a1/ =10 A

5. Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:

R_экв_плеча = U_a/ I_a1 = 764.99 Ом ; R_экв_ок=8*764.99=6.11кОм

6. Постоянная составляющая анодного тока.

I_a0 = I_a1 * = 1.94 A 

Θ = 75°

7. Мощность потребляемая анодной цепью.

P_0 = E_a * I_a0 = 6.77 кВт ;

8.  Мощность рассеяния:

Р_расс =  P_0 – P_колеб = 2.69 кВт ;

9. КПД анодной цепи.

= Р_колеб / Р_0 = 0.60 ;

10. Напряжение смещения на управляющей сетке.

U_c = I_a1/ S* = 146 В;

E_c = - U_c  * cos(θ) + Е’_с = -125.15 В;

11. Определение R_доп ;

k_p из таблицы 2.12

R_доп = k_p * U2_c / 2*P_колеб = 156.57 Ом ;

12. Входная мощность одного плеча в ГВВ.

Р_вх1 = Р_колеб /60 = 68.1 Вт ;

2. Расчет предоконечного каскада.

1.Определение требуемой выходной мощности ПОК:

Р_выхпок = 8* Р_вх1 / = 592.1 Вт ;

  (Из расчета МЦС)

Проведем расчет для одного плеча:

Р_выхпок1 = 74.01 Вт ;

Выбираем тетрод:

Р_ном>Р_выхпок1;

f_max<f0;

Тетрод ГУ-33Б

f_max= 250МГц;

Р_ном= 0.12кВт;

Е_аmax= 1кВ;

Е_с1= 0.25 кВ;

S = 26 мА/В ;

С_вых = 7 пФ;

Рис 3 Вольт-амперные характеристики тетрода ГУ-33Б

1. Напряжение отсечки.

Е’_с = -0.5*(40+20) = -30 В;

Е_а = 0.6*E_amax = 0.6 кВ;

2. Коэффициент использования анодного напряжения:  

 = U_агр/ E_a = 0.67;

3. U_a = *E_a = 0.4 кВ;

4. Амплитуда первой гармоники анодного  тока:

I_a1 = 2*P_выхпок1 / U_a = 0.37 A;

5. Постоянная составляющая анодного тока.

I_a0 = I_a1 * = 0.21 A 

Θ = 75°

6. Мощность потребляемая анодной цепью.

P_0 = E_a * I_a0 = 131 Вт ;

7.  Мощность рассеяния:

Р_расс =  P_0 – P_колеб = 57.5 Вт ;

8. КПД анодной цепи.

= Р_колеб / Р_0 = 0.60 ;

9. Напряжение смещения на управляющей сетке.

U_c = I_a1/ S* = 52.7 В;

E_c = - U_c  * cos(θ) + Е’_с = -43.6  В;

10. Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:

R_экв 1= U_a/ I_a1 = 1.08 кОм ;

Эквивалентное сопротивление всего каскада:

R_экв_пок = 8 * 1.08 = 8.64 кОм

3. Расчет входной цепи оконечного каскада.

Рис 4. Схема входной цепи оконечного каскада.

Гц

 Ом

Ф

Ом


Необходимо включить дополнительную цепь параллельно входу лампы, чтобы компенсировать действие Свх  и повысить КБВ .

α1,  m=3  (по таблице 3.8) =>  КБВmin=0.9

Гн

Ф

Гн

Гн

Ф

Таким образом, необходимо ставить МЦС между ПОК и ОК, поскольку

Rэкв1 > Rвх1

4. Расчет межкаскадной цепи связи на реактивных элементах.

Так как необходимо обеспечить трансформацию сопротивлений на фиксированной частоте, то выбираем не перестраиваемую МЦС на реактивных элементах.

Будем рассматривать П-цепь.

Рис 5. Схема межкаскадной цепи связи.

Задаем добротность контура:

Задаем добротность катушки:

Выходная емкость в одном ГВВ :

Cвых1=2*7*10^-12

Эквивалентное сопротивление одного ГВВ ПОК:

Rэкв2=2.16 кОм;

Рассчитаем элементы цепи:

Ф;

Ф;

Ом;

Rэкв2=R1

Ф;

Ф;

4. Цепи сложения мощностей

Исользуется для суммирования мощностей всех генераторов.

В оконечном каскаде будет использовано 3 схемы сложения мощностей. По одной в каждом модуле и одна для сложения мощностей обоих модулей.

Рис 6. Схема цепи сложения мощностей.

В схеме сложения мощносией в одном модуле:

волновое сопротивление длинной линии:

W1=2*Rэкв_плеча=1.53 кОм;

В схеме сложения мощностей между модулями:

W2 = 4* Rэкв_плеча=764.99*4=3.06кОм

мощность на выходе схемы сложения мощностей:

Рн=8*Рколеб=8*4.085=32.68кВт

 

сопротивление на выходе схемы сложения:

Rн=8* Rэкв_плеча=6.11кОм

R2=R1=R3=R4=2*Rэкв_плеча=1.53 кОм;

R5=R7=4*Rэкв_плеча=3.06 кОм;

Выберем длину линий:

Нужно, чтобы выполнялось:

дБ

Выбираем длину линии

5. Согласующее устройство.

Рис.7. Схема согласующего устройства.

Гц

Ом

Выберем длину и радиус антенны:

м

м

; рад/м

Рассчитаем параметры антенны:

Ом

Ом

Ом

Ом

Решаем систему уравнений:

x=Xc; y=XL

 Гн

Ф

Полное сопротивление согласующего устройства:

Ом

Полное сопротивление согласующего устройства на  рабочей частоте равно волновому сопротивлению фидера, что и требовалось.

Проведем расчет на удвоенной частоте:

Гц

м

рад/м

Ом

Ом

Гн

Ф

Входное сопротивление фидера:

На

Ом

На Гц

6. Расчет выходной фильтрующей системы.

Рис 8. Схема выходной фильтрующей системы

ВФС представляет собой перестраиваемый фильтр.

1. Определение C1, L2, C3  

R_экв_ок=8*764.99=6.11кОм

Ф

Определим R0:

Ом

R1= R_экв_ок

Ом

Определим полное сопротивление цепи на рабочей частоте:

Z1=Rэкв

Полное сопротивление на удвоенной рабочей частоте:

Определим КПД:

2. Проверка выполнения условия Uа2 << Ua1

А – для одного плеча

Ia2 =8* Iamax*;

А

Ua2=Ia2*|Z2| =7088.582611 В

В

k<<1

Условие выполняется.

3. Проверка величины мощности допустимых излучений на высших гармониках несущей частоты

P2max=0.5*(Ia2)^2 *Re(Z2)

P2max<50мВт => Условие выполняется.

8. Список используемой литературы.

1. В.В. Шахгильдян «Проектирование радиопередатчиков» - Москва, «Радио и связь», 2003г.

2. Б. В. Кацнельсон «Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы» - Москва, «Радио и связь», 1985г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41927. Дослідження схем включення біполярних транзисторів (БТ) в посилювальних каскадах 1.04 MB
  Мета роботи: Дослідження посилю вальних каскадів на БТ. Результаты экспериментов Эксперимент 1. Исследовать схему включения транзистора с ОЭ.Схема експерименту Осцилограма вхідного і вихдного сигнала зображена на рис.1
41929. Створення малюнків за допомогою геометричних фігур 93.51 KB
  Актуалізація опорних знань Види геометричних фігур. Створення малюнків за допомогою геометричних фігур. Назвіть відомі вам геометричні фігури.
41931. Принцип дії та будова мікропроцесора 365.03 KB
  strtup Запуск програми mov BX vr1 – команда копіювання vr1 в BX mov DL vr2 – команда копіювання vr2 DL mov DH 0 – команда копіювання 0 в DH mov X 0 – команда копіювання 0 в X dd X BX – команда додавання DX до X dd X DX – команда додавання DX до X mov result X команда копіювання АХ в result . mov BX vr1 – команда копіювання vr1 в BX mov DL vr2 – команда копіювання vr2 DL mov DH 0 – команда копіювання 0 в DH mov X 0 – команда...
41932. Нахождение корней уравнения в MathCad на интервале [-2.5;2.5] 146.34 KB
  Тема: Нахождение корней уравнения в MthCd: на интервале Цель работы: нахождение корней уравнения в программе MthCd с использованием встроенных функций root polyroots символьного решения. Задание: 1 Нахождение корней уравнения в программе MthCd с использованием встроенной функции root.
41933. Выполнение действий с матрицами в программе MathCad 69.08 KB
  Задание: 1 Создать матрицы. 3 Найти ранг матрицы А ранг матрицы наибольший порядок минора этой матрицы который отличный от нуля: rnk. 4 В символьном виде выполнить транспонирование матрицы В т. заменить местами строки и столбцы матрицы В.
41934. Нахождение решений системы линейных уравнений в MathCad 60.43 KB
  Тема: Нахождение решений системы линейных уравнений в MthCd. Цель работы: нахождение решений системы линейных уравнений в программе MthCd. Коэффициенты при неизвестных Свободные члены...
41935. Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MathCad 45.24 KB
  Тема: Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MthCd. Цель работы: нахождение решений системы нелинейных уравнений в программе MthCd . Задание: 1 Найти решение системы нелинейных уравнений с использованием так называемого блока решений .