68801

Расчет передающего устройства магистральной радиосвязи

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мощность сигнала в нагрузке – 18 кВт Диапазон рабочих частот – 3 – 9 МГц Нагрузка – несимметричная, широкополосная сопротивлением 50 Ом Модуляция – А3J – однополосная телефония с подавленной несущей. Передача одноканальная. В возбудителе содержится синтезатор с шагом рабочих частот – 60 Гц.

Русский

2014-09-26

6.62 MB

8 чел.

Техническое задание

Рассчитать передающее устройство магистральной радиосвязи, предназначенное для передачи большого количества информации на значительные расстояния.

  1.  Мощность сигнала в нагрузке – 18 кВт
  2.  Диапазон рабочих частот – 3 – 9 МГц
  3.  Нагрузка – несимметричная, широкополосная сопротивлением 50 Ом
  4.  Модуляция – А3J – однополосная телефония с подавленной несущей. Передача одноканальная.
  5.  В возбудителе содержится синтезатор с шагом рабочих частот – 60 Гц.
  6.  Мощность допустимых излучений на высших гармониках несущей частоты – 50 Гц.


Опорный генератор возбудителя

Схема с кварцевым резонатором между коллектором и базой транзистора (схема Клаппа)

Генерируемая частота fг = 1 МГц

Транзистор КТ 306:

Низкочастотное значение коэф. усиления по току в сх. с ОЭ βo= 50

Предельная частота усиления по току в сх. с ОЭ   fт = 600 МГц

Крутизна линии граничного режима    Sгр = 0.06 A/B

Напряжение запирания       Eбо = 0.6 B

Сопротивление материала базы      rб = 300 Oм

Допустимое значение напряж. коллекторного питания   Uкдоп = 15 B

Допустимое значение импульса коллекторного тока  iкдоп = 0.03 A

Допустимая мощность, рассеиваемая коллектором   Pкдоп = 0.2 Bт

Кварцевый резонатор:

Частота последовательного резонанса в динамической ветви  fкв = 999985.0000 Гц

Сопротивление потерь      Rкв = 170 Ом

Добротность резонатора       Qкв = 50000

Емкость кварцедержателя       Co = 6 пФ

Мощность, рассеиваемая резонатором    Pкв = 0.0003 Bт

  1.  Зададим

Угол отсечки коллекторного тока θ = 80

Амплитуда импульса коллекторного тока iкм = 0.4* iкдоп = 0.0012 A

o(80) = 0.286

α1(80) = 0.472

Значение крутизны на низких частотах  So = 0.087 A/B, S1 = 0.034 A/B

Граничная частота транзистора по крутизне fs = fт/(Sо*rб) = 22.98 МГц

Фазовый угол крутизны φs= -arctg (fг/fs) = - 2.5

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока Iк1 = α1*iк.м= 5.6*10-3 A

Амплитуда коллекторного тока Iкo = αo *iк.м = 5.7*10-3 A

 

  1.   Расчет параметров колебательной системы АГ

Обобщенная расстройка αг = 2*Qкв*(fг-fкв)/fг = 1.5

Реактивное сопротивление кварцевого резонатора Хэ.кв = Rкв* αг= 255 Ом

Полное реактивное сопротивление Хк = Xкв - Rкв*tan(2.5)= 240.3 Ом

Произведение  X1*X2 = Rкв/(S1*cos(2.5)) = 5019 Ом2

Ампл. первой гармоники тока через резонатор Iкв = (2*Pкв/Rкв)0.5 = 1.88 мА

Ампл. первой гармоники напряж. на базе тр.  Uб = Ik1/S1 = 0.016 В

Сопротивление конденсатора С2  X2 = Uб/Iкв= 87.6 Ом

Сопротивление конденсатора С1  X1 = X1X2/X2= 57.3 Ом

Сопротивление конденсатора С3  X3 = Xк - X1 - X2= 95.4 Ом

Емкость конденсатора С1 С1= 2.8 нФ

Емкость конденсатора С2 С2= 1.8 нФ

Емкость конденсатора С3 С3= 1.7 нФ

 

  1.   Расчет режима работы транзистора

 Амплитуда напряжения на коллекторе  Uк = Iкв* (Rкв2 + (Xкв-X2-X3)2)0.5 = 0.035 В

Постоянное напряжение на коллекторе  Ек = 0,3*Uкдоп = 4.5 В

Проверка недонапряженного режима работы  Uк.гр = Eк – iкм /Sгр= 4.1 В

Модуль эквивалентного сопротивления колебательного контура  Zэк = Uк/Iк1= 61.979 Ом

Мощность, потребляемая транзистором  Po = Eк*iкм* αо = 0.015 Вт

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора  Pк = Po - Pкв = 0.0147 Вт

КПД транзистора η = Pкв/Po= 0.019

Постоянная составляющая тока базы  Iбo = iкм * αо/βo = 0.0686 мА

Напряжение смещения на базе  Eб = -Uб*cos(80) + Eбo = 0.057 В

 

  1.   Расчет элементов цепи питания

Индуктивность дросселя   Lдр = 25*Zэк/(2*fг)  = 246.6 мкГн

Резистор в эмиттерной цепи  Rэ = 75/So = 866.667 Ом

Емкость конденсатора Сэ   Cэ = Iк1*25/(Uб*2*π*fг) = 278.5 нФ

Напряжение источника коллекторного питания Eик = Eк + (Iкo+Iбo)*Rэ = 9.468 В

Сопротивление базового делителя Rд = 3000 Ом

R1 = Eик*Rд/(Iкo*Re + Eсм + Iбo*Rд) = 5.3 кОм

R2 = Rд*R1/(R1 - Rд) = 6.9 кОм


Выходная колебательная система

Дано:

  1.  Неравномерность коэф передачи фильтра по мощности δ = 0.004
  2.  Мощность допустимых излучений на высших гармониках нес. частоты Pдоп = 50 мВт
  3.  Диапазон частот 3 - 9 МГц.
  4.  ВКС представляет собой 3 переключаемых широкодиапазонных фильтра.
  5.  Сопротивление нагрузки Rн = 50 Ом

Найдем:

∆А = 10*lg(1 - δ) = 0.0174 дБ

Аs = 20*lg(α1/α2) + 10*lg(Pдоп/P1) + 3 = -45.5 дБ

Ωs = 2/Kf = 2/1.7 = 1.17

Коэф перекрытия передатчика по частоте Кfп = fвп/fнп = 3 МГц

Коэф перекрытия отдельного фильтра по частоте Кfi = (Кfп)1/k =1.7 (k=3)

Граничные частоты первого фильтра fн1 = (Кfi)i - 1*fнп = 3 МГц

     fв1 = (Кfi)i*fнп = 5.7 МГц

Для фильтрации подходит фильтр Кауэра 8 порядка.

Характеристики фильра:

∆А = 0.011 дБ

Аs = 45.8 дБ

Ωs = 1.164

С1табл = 0.5249 С1 = 278.5 пФ

С2табл = 0.2856 С2 = 151.5 пФ

L2табл = 1.085 L2 = 1.44 мкГн

С3табл = 1.077 С3 = 571.4 пФ

C4табл = 0.9115 С4 = 483.6 пФ

L4табл = 0.7935 L4 = 1.05 мкГн

C5табл = 0.9512 С5 = 504.6 пФ

С6табл = 0.6330 С6 = 335.8 пФ

L6табл = 0.9376 L6 = 1.24 мкГн

C7табл = 1.031 С7 = 547 пФ

L8табл = 0.7677 L8 = 1.02 мкГн

Оконечный каскад

Дано:

Резонансный усилитель на тетроде

Характеристики лампы:

ГУ-61А

D = 0.003

Р1 = 20 кВт

fmax = 70 МГц

Еа = 10 кВ

Ес2 = 1.5 кВ

θ = 90 град

Кр = 25

  

Найдем из графиков:

Iamax = 5*P1/Ea = 10 A

Eamin = 0.55 кВ

S1 = Iamax/Ec1 = 0.08 A/В

S2 = Iamax/Ec2 = 0.05A/В

S = (S1+S2)/2 = 0.065 А/В (65 мА/В)

Ec’ = (Ec1+Ec2)/2 = - 165 В

Eco = Ec’ + D*Ea = - 135 В

Eao = Eco/D = - 45 кВ

Расчет ГВВ на тетроде:

  1.  ξгр = (Еа – Еагр)/Ea = 0.945
  2.  Ua = ξгр*Ea = 9.45 кВ
  3.  1 гармоника анодного тока Ia1 = 2*P1/Ua = 4.23 А
  4.  Постоянная составляющая анодного тока Iao = Ia1*αo(90)/α1(90) = 2.69 А
  5.  Мощность, потребляемая от источника питания Po = Ea*Iao = 26.9 кВт
  6.  Pa = Po – P1 =6.9 кВт
  7.  КПД η = P1/Po = 0.74
  8.  Rэкв = Ua/Ia1 =2.2 кОм
  9.  Амплитуда возбуждения напряжения Uc = D*Ua + Ia1/(α1(90)*S*(1 – cos90)) = 158.5 В
  10.  Напряжение смещения Ec = -|UcD*Ua|*cos90 + Ec’ = - 165 В
  11.  Ecmax = |Ec – Uc| = 6.5 В
  12.  Сеточного тока нет: |Ec|>Uc

Ставим Rдоп

Uc2/(2*Rдоп) = P1/Kp (Kp = 25)

Rдоп = Uc2*Kp/(2*P1) = 15.7 Ом

  1.  Расчет для второй сетки

Ic2max = 10 A

  1.  Ic2o = Ic2max*αo(90)*0.6 = 1.911 A
  2.  Pc2o = Ec2*Ic2o = 2866.5 Вт

СраздА = n/(Rэкв*ω) = 353.3 (n = 7)

LблА = 10*Rэкв/ω = 2.4 мГн

CблА = n/(ω2*LблА) = 74 пФ (n = 30)

Сраздc = n/(ω*Rэкв) = 5.05 нФ (n = 100)

Lблс1 = n*Rэкв/ω = 24.4 мГн (n = 100)

Сблс1 = 1/(ω*Rэкв) = 50.5 пФ

Сблс2 = 75/(ω*Rc2) = 106.2 нФ

Rогр = Ec2/Ic2 = 78.5 Ом


Предоконечный каскад

Дано:

Предоконечный каскад – транзисторный по схеме широкополосного усиления

Характеристики транзистора:

2Т967А

rнас = 0.08 Ом

h21эо = 25

Кр = 17

fт = 180 МГц

Cк =300 пФ

Cэ = 2000 пФ

Lэ = 2 нГн

Lб = 2.2 нГн

Lк = 2.4 нГн

Ekдоп = 12.6 В

Ikmax = 15 A

θ = 90 град

Расчет коллекторной цепи:

  1.  fs = fт/ h21эо = 180/25 = 7.2 МГц
  2.  Ek = 0.5* Ekдоп = 6.3 В
  3.  Pвых_гвв = Pвх_окон/ηсв = 720/0.92 = 782,6 Вт
  4.  Выходная мощность однотактного каскада P1 = P1гвв/2 = 391.3 Вт
  5.  Коэффициент использования анодного тока в граничном режиме ξгр = 0.5 + 0.5*(1 – 8*P1*rнас/α1(θ)/Ek2)0.5 = 1.17
  6.  Амплитуда напряжения на коллекторе Uk = Ek*ξгр = 7.38 В
  7.  Максимальное напряжения на коллекторе Eкmax = Ek + 1.2*Uk = 15.15 В
  8.  Ik1 = 2*P1/Uk = 23.55
  9.  Iko = αo(θ)*Ik1/α1(θ) = 15 A
  10.  Ikmax = Iko/α1(θ) = 30 А
  11.  Мощность, потребляемая коллекторной цепью Po = Ek*Iko = 94.5 Вт
  12.  Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pрас = PoP1 = 7.62 Вт
  13.  Коэффициент полезного действия η = P1/Po = 0.92
  14.  Rэкв = Uk/Ik1 = 0.313 Ом

Расчет входной цепи:

  1.  Rдоп = R2 = h21oэ/(2*π*fт*Cэ) = 63.69 Ом

При Rдоп = 63.69 Ом Ебэ и Ебэmax больше Ебэдоп, выбираем Rдоп = 2 Ом

  1.  Rбк = R1 = h21оэ/(2*π*fт*Ck) = 73,7 Ом
  2.  X = 1 + γ1(θ)*2*π*ft*Ck*Rэкв = 1.05
  3.  Амплитуда тока базы на частоте 9 МГц Iб = X*Ik1*(1 + (h21oэ*fв/fт)2)0.5/(h21oэ*γ1(θ)) = 3.2 А
  4.  Напряжение смещения на эмиттерном переходе |Eбэ| = |Eотс - (Iб*Rдоп*γо(θ))/(1 + ((h21оэ/fт)2)0.5)| = 0.66 В
  5.  |Eбэmax| = |Eотс – Iб*Rдоп/(1+(h21*fв/fт)2)0.5| = 3.37 В
  6.  Lвхоэ = Lб + Lэ/X = 4 нГн
  7.  Ckа = 0.25*Ck = 75 пФ
  8.  rвхоэ = ((1 + γ1(θ)*2*π*fт*Cka*Rэкв)*rб + rэ + γ1(θ)*2*π*fт*Lэ)/X = 1,074 Ом
  9.  Rвхоэ = ((rб + (1 + γ1*h21оэ)*rэ)/X) – rвхоэ + Rдоп*(1 - γ1(θ)) = 0.074 Ом
  10.  Cвхоэ = (h21оэ*Rвхоэ)/(2*π*fт) = 1.6 нФ
  11.  Резистивная сост. входного сопротивления rвх = rвхоэ + Rвхоэ/(1 + (h21оэ*fв/fт)2) = 1.045 Ом
  12.  Реактивная составляющая входного сопротивления Xвх = 2*π*fв*Lвхоэ - (Rвхоэ*h21oэ*fв/fт)/(1 + (h21oэ*fв/fт)2) = 0.27 Ом
  13.  Zвх = rвх + j*Xвх = 1.045 + j0.27
  14.  Входная мощность каскада Pвх = 0.5*Iб12*rвх = 5.27Вт
  15.  Коэффициент усиления по мощности Kp = P1/Pвх = 17
  16.  Расчет цепи коррекции:
  17.  α* = 2*π*fв*Lвхоэ/rвхоэ = 0.216
  18.  σ* = Rвхоэ/rвхоэ  = 0.07
  19.  α = ξ/(ξ*((ψ/δ)0.5 - υ)0.5 - 1) = 0.1
  20.  σ = 0.5*ξ*α*(ψ/δ)0.5 – 1 = 1.7
  21.  δ = 0.05
  22.  ξ = h21*fв/fт
  23.  υ = 1+(fн/fв)2
  24.  μ = 1 – (fн/fв)2
  25.  ψ = (1 - δ)*μ2 + δ*υ2
  26.  Lкор = α*rвхоэ/(2*π*fв) – Lвхоэ = 17 нГн
  27.  Rкор = σ*rвхоэ – Rвхоэ = 1.9 Ом
  28.  Cкор = fв/2*π*fт*Rкор = 11 нФ
  29.  rкор = 0
  30.  rпар = rвхоэ + rкор = 1.07 Ом (в схеме rпар = 2.14 Ом)
  31.   Cпар = (Lвхоэ + Lкор)/(rвхоэ + rкор)2 = 18.12 нФ (в схеме Спар = 9.06 нФ)
  32.   Lпар = (rвхоэ + rкор)*Cвхоэ*Cкор/(Cвхоэ + Cкор) = 2.2нГн (в схеме Lпар = 4,4 пГн)
  33.   Rпар = (rвхоэ + rкор)2/(Rвхоэ + Rкор) = 0.6 Ом (в схеме Rпар = 1.2 Ом)
  34.   Rвхсум = rвхоэ + rкор = rвхоэ = 1.07 Ом
  35.   |Zвх| = (rвх2+xвх2)0.5 = 1.08 Ом
  36.   Uвх = Iб*|Zвх| = 3.4 В
  37.   Pвх = 0.5*Uвх/Rвхсум = 5.5 Вт


Предварительный каскад

Дано:

Предварительный каскад – транзисторный по схеме широкополосного усиления

Характеристики транзистора:

2Т951A

rнас = 1.4 Ом

h21эо = 18

Кр = 25

fт = 300 МГц

Cк = 65 пФ

Cэ = 600 пФ

Lэ = 3.2 нГн

Lб = 2.8 нГн

Lк = 2 нГн

rэ=0.2 Ом 

Ekдоп = 28 В

Ikmax = 5 A

Расчет коллекторной цепи:

  1.  fs = fт/ h21эо = 300/18 = 16,7 МГц
  2.  Ek = 0.5* Ekдоп = 12 В
  3.  Pвых_гвв = Pвх_окон/ηсв = 33/0.92 = 35.9 Вт
  4.  Выходная мощность однотактного каскада P1 = P1гвв/2 = 17.9 Вт
  5.  Коэффициент использования анодного тока в граничном режиме ξгр = 0.5 + 0.5*(1 – 8*P1*rнас/α1(θ)/Ek2)^0.5 = 1.16
  6.  Амплитуда напряжения на коллекторе Uk = Ek*ξгр = 13.98 В
  7.  Максимальное напряжения на коллекторе Eкmax = Ek + 1.2*Uk = 28.8В
  8.  Ik1 = 2*P1/Uk = 2.55 А
  9.  Iko = αo(θ)*Ik1/α1(θ) = 1.6 A
  10.  Ikmax = Iko/α1(θ) = 3.24 А
  11.  Мощность, потребляемая коллекторной цепью Po = Ek*Iko = 19.46Вт
  12.  Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pрас = PoP1 = 1.66 Вт
  13.  Коэффициент полезного действия η = P1/Po = 0.91
  14.  Rэкв = Uk/Ik1 = 5.5 Ом

Расчет входной цепи:

  1.  Rдоп = R2 = h21oэ/(2*π*fт*Cэ) = 663.346 Ом

При Rдоп = 663.346 Ом Ебэ и Ебэmax больше Ебэдоп, выбираем Rдоп = 16 Ом

  1.  Rбк = R1 = h21оэ/(2*π*fт*Ck) = 146.9 кОм
  2.  X = 1 + γ1(θ)*2*π*ft*Ck*Rэкв = 1.3
  3.  Амплитуда тока базы на частоте 9 МГц Iб = X*Ik1*(1 + (h21oэ*fв/fт)2)0.5/(h21oэ*γ1(θ)) = 0.43 А
  4.  Напряжение смещения на эмиттерном переходе |Eбэ| = |Eотс - (Iб*Rдоп*γо(θ))/(1 + ((h21оэ/fт)2)0.5)| = 1.3 В
  5.  |Eбэmax| = |Eотс – Iб*Rдоп/(1+(h21*fв/fт)2)0.5| = 3.99В
  6.  Lвхоэ = Lб + Lэ/X = 5.2 нГн
  7.  Ckа = 0.25*Ck = 16.25 пФ
  8.  rвхоэ = ((1 + γ1(θ)*2*π*fт*Cka*Rэкв)*rб + rэ + γ1(θ)*2*π*fт*Lэ)/X = 2,4 Ом
  9.  Rвхоэ = ((rб + (1 + γ1*h21оэ)*rэ)/X) – rвхоэ + Rдоп*(1 - γ1(θ)) = 7.09 Ом
  10.  Cвхоэ = (h21оэ*Rвхоэ)/(2*π*fт) = 0.67 нФ
  11.  Резистивная сост. входного сопротивления rвх = rвхоэ + Rвхоэ/(1 + (h21оэ*fв/fт)2) = 7.9 Ом
  12.  Реактивная составляющая входного сопротивления Xвх = 2*π*fв*Lвхоэ - (Rвхоэ*h21oэ*fв/fт)/(1 + (h21oэ*fв/fт)2) = -2.7 Ом
  13.  Zвх = rвх + j*Xвх = 7.9 – j2.7
  14.  Входная мощность каскада Pвх = 0.5*Iб12*rвх = 0.73 Вт
  15.  Коэффициент усиления по мощности Kp = P1/Pвх = 25

Расчет цепи коррекции:

  1.  α* = 2*π*fв*Lвхоэ/rвхоэ = 0.122
  2.  σ* = Rвхоэ/rвхоэ  = 2.95
  3.  α = ξ/(ξ*((ψ/δ)0.5 - υ)0.5 - 1) = 6.98
  4.  σ = 0.5*ξ*α*(ψ/δ)0.5 – 1 = 8.6

δ = 0.05

ξ = h21*fв/fт

υ = 1+(fн/fв)2

μ = 1 – (fн/fв)2

ψ = (1 - δ)*μ2 + δ*υ2

  1.  rкор = 0 Ом

Lкор = α*rвхоэ/(2*π*fв) – Lвхоэ = 0.3 мкГн

Rкор = σ*rвхоэ – Rвхоэ = 13.6 Ом

Cкор = h21/(2*π*fт*Rкор) = 0.7 нФ

  1.  rпар = rвхоэ + rкор = 2,4 Ом (в схеме rпар = 4.8 Ом)
  2.   Cпар = (Lвхоэ + Lкор)/(rвхоэ + rкор)2 = 51.3 нФ (в схеме Спар = 25.65 нФ)
  3.   Lпар = (rвхоэ + rкор)*Cвхоэ*Cкор/(Cвхоэ + Cкор) = 4 нГн (в схеме Lпар = 8 нГн)
  4.   Rпар = (rвхоэ + rкор)2/(Rвхоэ + Rкор) = 0.28 Ом (в схеме Rпар = 0.56 Ом)
  5.   Rвхсум = rвхоэ + rкор = rвхоэ = 2.4 Ом
  6.   |Zвх| = (rвх2+xвх2)0.5 = 8.3 Ом
  7.   Uвх = Iб*|Zвх| = 3.6 В
  8.   Pвх = 0.5*Uвх/Rвхсум = 2.66 Вт


Единичный усилитель.

Дано:

Единичный усилитель – двухтактный ГВВ на БТ.

Характеристики транзистора:

2Т965A

rнас = 0.5Ом

h21эо = 12

Кр = 18

fт = 150 МГц

Cк = 75 пФ

Cэ = 200 пФ

Lэ = 2 нГн

Lб = 2.4 нГн

Ekдоп = 12.6 В

Ikmax = 4 A

Расчет коллекторной цепи:

  1.  fs = fт/ h21эо = 150/12= 12.5 МГц
  2.  Ek < 0.5* Ekдоп = 6В
  3.  Pвых_гвв = Pвх_предокон/ηсв = 15.9/0.92 = 17.3 Вт
  4.  Выходная мощность однотактного каскада P1 = P1гвв/2 = 8.7 Вт
  5.  Коэффициент использования анодного тока в граничном режиме ξгр = 0.5 + 0.5*(1 – 8*P1*rнас/α1(θ)/Ek2)^0.5 = 0,98
  6.  Амплитуда напряжения на коллекторе Uk = Ek*ξгр = 5.86 В
  7.  Максимальное напряжения на коллекторе Eкmax = Ek + 1.2*Uk = 13 В
  8.  Ik1 = 2*P1/Uk = 2.9 А
  9.  Iko = αo(θ)*Ik1/α1(θ) = 1.87 A
  10.  Ikmax = Iko/α1(θ) = 3.74 А
  11.  Мощность, потребляемая коллекторной цепью Po = Ek*Iko = 11.2 Вт
  12.  Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pрас = PoP1 = 2.6 Вт
  13.  Коэффициент полезного действия η = P1/Po = 0.77
  14.  Rэкв = Uk/Ik1 = 2 Ом

Расчет входной цепи:

  1.  Rдоп = R2 = h21oэ/(2*π*fт*Cэ) = 6 Ом
  2.  Rбк = R1 = h21оэ/(2*π*fт*Ck) = 169.8 кОм
  3.  X = 1 + γ1(θ)*2*π*ft*Ck*Rэкв = 1.07
  4.  Амплитуда тока базы на частоте 9 МГц Iб = X*Ik1*(1 + (h21oэ*fв/fт)2)0.5/(h21oэ*γ1(θ)) = 0.65 А
  5.  Напряжение смещения на эмиттерном переходе |Eбэ| = |Eотс - (Iб*Rдоп*γо(θ))/(1 + ((h21оэ/fт)2)0.5)| = 0.4 В
  6.  |Eбэmax| = |Eотс – Iб*Rдоп/(1+(h21*fв/fт)2)0.5| = 2.5 В
  7.  Lвхоэ = Lб + Lэ/X = 4.3 нГн
  8.  Ckа = 0.25*Ck =  18.75 пФ
  9.  rвхоэ = ((1 + γ1(θ)*2*π*fт*Cka*Rэкв)*rб + rэ + γ1(θ)*2*π*fт*Lэ)/X = 0.88 Ом
  10.  Rвхоэ = ((rб + (1 + γ1*h21оэ)*rэ)/X) – rвхоэ + Rдоп*(1 - γ1(θ)) = 2.12 Ом
  11.  Cвхоэ = (h21оэ*Rвхоэ)/(2*π*fт) = 27 нФ
  12.  Резистивная сост. входного сопротивления rвх = rвхоэ + Rвхоэ/(1 + (h21оэ*fв/fт)2) = 2.3 Ом
  13.  Реактивная составляющая входного сопротивления Xвх = 2*π*fв*Lвхоэ - (Rвхоэ*h21oэ*fв/fт)/(1 + (h21oэ*fв/fт)2) = -0,8 Ом
  14.  Zвх = rвх + j*Xвх =2.3 – j0,8
  15.  Входная мощность каскада Pвх = 0.5*Iб12*rвх = 0.5 Вт
  16.  Коэффициент усиления по мощности Kp = P1/Pвх = 18

Расчет цепи коррекции:

  1.  α* = 2*π*fв*Lвхоэ/rвхоэ = 0.27
  2.  σ* = Rвхоэ/rвхоэ  = 2.4
  3.  α = ξ/(ξ*((ψ/δ)0.5 - υ)0.5 - 1) = 3.13
  4.  σ = 0.5*ξ*α*(ψ/δ)0.5 – 1 = 3.5

δ = 0.05

ξ = h21*fв/fт

υ = 1+(fн/fв)2

μ = 1 – (fн/fв)2

ψ = (1 - δ)*μ2 + δ*υ2

  1.  rкор = 0 Ом

Lкор = α*rвхоэ/(2*π*fв) – Lвхоэ = 44.4 нГн

Rкор = σ*rвхоэ – Rвхоэ = 0.9 Ом

  1.  Cкор = h21/(2*π*fт*Rкор) = 12.8
  2.  rпар = rвхоэ + rкор = 0,88 Ом (в схеме rпар = 1.76 Ом)
  3.   Cпар = (Lвхоэ + Lкор)/(rвхоэ + rкор)2 = 62.8 нФ (в схеме Спар = 31.4 мкФ)
  4.   Lпар = (rвхоэ + rкор)*Cвхоэ*Cкор/(Cвхоэ + Cкор) = 6.7 нГн (в схеме Lпар = 13.4нГн)
  5.   Rпар = (rвхоэ + rкор)2/(Rвхоэ + Rкор) = 0,25 мОм (в схеме Rпар = 0.5 мОм)
  6.   Rвхсум = rвхоэ + rкор = rвхоэ = 0,88 Ом
  7.   |Zвх| = (rвх2+xвх2)0.5 = 2.4 Ом
  8.   Uвх = Iб*|Zвх| = 1.55 В
  9.   Pвх = 0.5*Uвх/Rвхсум = 0.36 Вт


Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра РЭСЗИ

Курсовая работа по предмету УГФС

Выполнила         Севрюкова М.

Проверил         Марков А. М.

2008г


Цепь связи.

Рассчитаем цепь связи между оконечным и предоконечным каскадом.

Трансформатор на линиях.

Дано:

fн = 3 МГц

fв = 9 МГц

Rвх = 0.6 Ом

Rн = 15.7 Ом

Pн = 720 Вт

N = (Rн/Rвх)0.5 = 5

Расчет:

  1.  Zc = (Rвх*Rн)0.5= 3 Ом
  2.  Uн = (2*Pн*Rн)0.5 = 150.4 В
  3.  Iн = (2*Pн/Rн)0.5  = 9.6 A
  4.  Uлин = Uн/5 = 30.1 В
  5.  Iлин = Iн = 9.6 А
  6.  Продольные напряжения: Uпр1 = Uлин*4 = 120.3 В

Uпр2 = Uлин*3 = 90.2 В

Uпр3 = Uлин*2 = 60.14 В

Uпр4 = Uлин*1 = 30.1 В     Uпр5 = Uлин*0 = 0

  1.  Индуктивности: Lпр.треб = (2*Uпр)/(а*Iлин*2*π*fн)

    Lпр.треб1 = 0.61 мкГн

    Lпр.треб2 = 0.45 мкГн

Lпр.треб3 = 0.3 мкГн

Lпр.треб4 = 0.15 мкГн     Lпр.треб5 = 0

  1.  Выбираем полосковый кабель РП3-3-11:

 Zc = 3.2 Ом

Uдоп = 18 В

Iдоп = 6 А

f0=30 МГц

а0=2.2 дБ/м

a = 4.2 мм

b = 1.2 мм

с = 3.4 мм

  1.  Определяем  Uдоп.раб = (1.76 / fв)0.5*Uдоп = 7.9 В

Iдоп.раб = (1.76 / fВ)0.25*Iдоп = 5.3 А

  1.  Геометрическая длина линии

l = θ*c/(360o*(2.1)0.5*fв) = 191.7 см (θ = 300)

  1.  Выбираем феррит 200BHC:

  μ = 200

  Q = 130 при B =0.001 Тл (f = 3МГц)

  Q = 80 при В = 0.02 Тл (f = 3 МГц)

  Q = 40 при В = 0.001 Тл (f = 30 МГц)

  1.  Определяем  Вfраб  ≤  ((0.2…1.0)*μ*Q/(2.5*fраб))0.5 

  B3  ≤  0.026…0.059 Тл при Q = 130

  В3  ≤  0.021…0.046 Тл при Q = 80

  B9  ≤  0.0084…0.019 Тл при Q = 40

Принимаем  B3 = 0.028 Тл и B9 = 0.01 Тл

  1.  Определяем минимальный объем феррита для первой линии:

 V = (μ*Uпр12)/(10*π*Bf раб2*Lпрод.треб1)

 Vмин1 = 21.54 см3 при f=3 МГц

 Vмин2 = 18.76 см3 при f = 9 МГц

Расчет делаем на Vмин1

  1.  Выбираем сердечник:

 D = 8 см

 d = 5 см

 h = 0.75 см

 V = 0.25 * π*h*(D2-d2) = 22.97 см3

  1.  Определяем число витков w = 0.8*l/(2*(D-d)+h+4*a) = 13.3

 Sкаб = а*w = 75.7 мм2

 Sкольца = π*d = 157.08 мм2

  1.  Продольная индуктивность:

 Lпр.расч = 0.4*10-8*μ*w2*S*Dср = 1.24 мГн,

 где S = 0.5*h*(D-d) = 1.125 см2

 Dср = (D+d)/2 = 6.5 см

  1.  B3 раб = 104*Uпр1/(2*π*fн*S*w) = 4.8 мТл

B9 раб = 104*Uпр1/(2*π*fв*S*w) = 1.6 мТл

  1.  Удельные тепловые потери в феррите:

 рф = 2.5*ffраб2/(μ*Q)

 pф1 = 0.011 Вт/см3 при f = 3 МГц и Q = 80

pф2 = 0.0072  Вт/см3 при f = 9 МГц  и Q = 40

  1.  Мощность потерь

Pф = 0.25*π*h*(D2-d2)*pф1 = 0.25 Вт

  1.  Потери в линиях

a = a0*(fн/f0)n*l = 0.422 при n = 1

  1.  КПД трансформатора

η = 10-0.1*a*Pн/(Pн+Pф) = 0.907 

Схема сложения мощности

После предоконечных усилителей:

R1 = 2*Rэкв = 2*0.313 = 0.626 Ом

Rн = 3*R1 = 1.88 Ом

U1 = 7.4 B

Uн = 3*U1 = 22.2 В

Rб = R1 = 0.626 Ом

Перед оконечным усилителем:

R1 = 2*Rэкв = 2*0.626 = 1.88 Ом

Rн = 3*R1 = 5.63 Ом

U1 = 22.2 B

Uн = 3*U1 = 66.6 В

Rб = R1 = 1.88 Ом

Схема деления мощности

После единичного усилителя:

Uг = 5.86 В

Uн = Uг/3 = 1.95 В

Rг = 2*Rэкв = 4 Ом

Rн = Rг/3 = 1.3 Ом

Rб = R1 = 1.3 Ом

После предварительных усилителей:

Uг = 14 В

Uн = Uг/3 = 4.67 В

Rг = 2*Rэкв = 11 Ом

Rн = Rг/3 = 3.67 Ом

Rб = R1 = 3.67 Ом

Модуляция

Формирование сигнала с ОМ производится путем многократной балансной модуляции с последующей селекцией требуемой боковой полосы. Берем f1 = 0.14 МГц, следовательно, в качестве Ф1 можно брать кварцевый серийный фильтр. Вторая поднесущая частота f2 = 0.82 МГц выбрана меньше 3 МГц (как рекомендовано) для упрощения технической реализации фильтра (одно-, двухконтурный LC-фильтр). Кроме того, соотношение смешиваемых частот в БМ2 выбрано в соответствие с рекомендациями . Полезной составляющей БМ2 является = 0.96 МГц. Ближайшими побочными составляющими должны быть , , и . При конкретных значениях получаем 2*0.82 – 5*0.14 = 0.94 МГц, 2*0.82 – 4*0.14 = 1.08 МГц, 7*0.14 = 0.98 МГц и 6*0.14 = 0.84 МГц. Следовательно, полосовой фильтр Ф2 при расстройтке должен иметь затухание не менее 10 дБ. Потому что наибольшая побочная составляющая ослаблена на 75 дБ (требуемое подавление дискретных побочных составляющих на выходе передатчика -85 дБ). При расстройке   фильтр должен иметь затухание 10 дБ (так как на 75 дБ ослаблена составляющая 7 порядка).  Для реализация Ф2 с указанными параметрами можно использовать один одиночный колебательный контур.

В БМ3 смешиваются сигналы с частотами и . Так как требуется f = 3...9 МГц, а fм = 0.96 МГц, следовательно . В данном случае Ф3 – это полосовой фильтр в виде одиночного контура, перестраиваемого по частоте одновременно с перестройкой частоты ПГ2 и делителя частоты N.

Рабочая частота фазового детектора датчика сетки частот возбудителя в соответствие с техническим заданием должна быть равной требуемому шагу сетки частот 60 Гц. Значит надо поставить переключаемый делитель с коэффициентом деления N=34000…134000.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73828. Модель затраты- выпуск (модель В. Леонтьева) 121 KB
  Либо не весь объём производства расходуется на потребление и его достаточно для расширения производства тех видов продукции на которые имеется растущий спрос либо объём производства недостаточен для воспроизводства трудового ресурса на постоянном уровне. Свойство наличия баланса состоит как раз в том что полные объёмы всей продукции складываются только из объёмов её конечного потребления и объёмов потребления продукции в производственных процессах межотраслевых потоков. Примером такой взаимосвязи может служить например потребление с х...
73829. Комплексные числа 388 KB
  Определение комплексного числа. Первая компонента комплексного числа действительное число называется действительной частью числа это обозначается так; вторая компонента действительное число называется мнимой частью числа. Два комплексных числа и равны тогда и только тогда когда равны их действительные и мнимые части.
73830. Многочлены -ой степени 536.5 KB
  Многочленом ой степени называется функция где постоянные комплексные числа коэффициенты многочлена комплексная переменная. Число в котором многочлен принимает нулевое значение называется корнем многочлена. Представим в виде многочлена по степеням. Очевидно отсюда следует утверждение: для того чтобы число было корнем многочлена необходимо и достаточно чтобы коэффициент при нулевой степени в разложении по степеням был равен нулю: .
73831. Линейные пространства 451.5 KB
  Обозначим множества векторов направленных отрезков на прямой на плоскости в пространстве соответственно с обычными операциями сложения векторов и умножения векторов на число. Вместо свободных векторов можно рассмотреть соответствующие множества радиус-векторов. Например множество векторов на плоскости имеющих общее начало т. Множество радиус-векторов единичной длины не образует линейное пространство так как для любого из этих векторов сумма не принадлежит рассматриваемому множеству.
73832. Проектирование операционных технологических процессов обработки заготовок 67.5 KB
  обработки позволяет правильно выбрать станок из имеющегося парка или по каталогу. По типу обработки устанавливают группу станков: токарный сверлильный В соответствии с назначением станка его компоновкой степенью автоматизации определяют тип станка: токарный одношпиндельный многошпиндельный револьверный полуавтомат и т. Если эти требования выполнимы на различных станках то при выборе учитывают следующие факторы: 1 соответствие основных размеров станка габаритным размерам обрабатываемой заготовки или нескольких одновременно...
73833. Анализ технологичности конструкции деталей 43 KB
  Ее следует отрабатывать на технологичность комплексно учитывая зависимость технологичности от следующих факторов: исходной заготовки вида обработки технологичности СЕ в которую эта деталь входит. Конструкция должна быть такой чтобы для ее изготовления можно было применять высокопроизводительные методы обработки. Повышение технологичности конструкции изделия предусматривает проведение следующих мероприятий: Создание конфигурации деталей и подбор их материалов позволяющих применение наиболее совершенных исходных заготовок сокращающих объем...
73834. Выбор вариантов схем базирования 40.5 KB
  Для создания возможности повышения уровня концентрации обработки в операции и снижения разнообразия технологической оснастки лучше принять в качестве базы для обработки всех поверхностей детали одну и туже базу Е. Синтез маршрута обработки заготовки Первый шаг синтеза маршрута обработки заготовки распределение отобранных переходов обработки типовых поверхностей заготовки по этапам типовой схемы изготовления деталей соответствующего класса или подкласса. Типовая схема обработки является вариантом полного типового решения. Причиной...
73835. Проектирование маршрутных технологических процессов механической обработки 52 KB
  Маршрутное описание ТП заключается в сокращенном описании всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без переходов и технологических режимов. Операционное описание ТП характеризуется полным описанием всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов. Маршрутнооперационным описанием ТП называют сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других...
73836. Особенности проектирования технологических процессов обработки заготовок на автоматизированных участках и автоматических линиях 51.5 KB
  В необходимых случаях подготовку технологических баз при обработке на автоматической линии или при установке заготовки в приспособлениеспутник производят на отдельных операциях вне автоматической линии; маршрутный технологический процесс разрабатывают с учетом максимальной концентрации операций соблюдения принципа единства баз выполнения чистовых и отделочных операций в конце технологического процесса; при проектировании автоматических операций анализируют возможность совмещения технологических и вспомогательных переходов во времени. Для...