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

6 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

72508. Логистические затраты 238.5 KB
  Для управления конкретными логистическими процессами в том числе транспортировкой закупкой запасами необходимо знать факторы учитываемые при оптимизации определенных решений. Например: при расчете оптимального объема поставляемой партии необходимо знать: затраты на формирование запасов и или затраты на заказ...
72509. ВИДЫ И ИСТОЧНИКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ИЗДЕРЖЕК 99 KB
  Логистические процессы охватывающие как материальные и информационные процессы так и отдельные элементы финансовых процессов приводят к возникновению определенных затрат которые в хозяйственной практике не всегда отождествляются с затратами в строгом понимании этого термина.
72510. СПОСОБЫ МОДИФИКАЦИИ ЦЕН В ЛС 648.5 KB
  Назначение цены на один продукт или услугу может оказать большое влияние на цены и имидж других продуктов или услуг товарного ассортимента фирмы. Это приведет к тому что ценовая спираль начнет раскручиваться вниз и через некоторое время предприятие окажется в ситуации когда соотношение...
72511. МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ ЦЕН НА ПРОДУКТЫ И УСЛУГИ 237 KB
  Практическое ценообразование на товары и услуги в условиях рынка означает не только точный расчет производителем своих преимуществ и недостатков, но и в определенном смысле искусство, которым нужно овладеть для учета постоянных изменений спроса и предложения.
72512. ОСНОВЫ ЦЕНООБРАЗОВАНИЯ В ЛОГИСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 282.5 KB
  Экономическая природа цены проявляется в двойственной роли которую она играет на рынке. В качестве регулятора цены позволяют ограничивать потребление ресурсов они являются мотивацией производства. В процессе ценообразования учитывается действие различных факторов: текущий спрос ценовая...
72513. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛОГИСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 149.5 KB
  Возникновение и развитие рынка, в рамках которого осуществляется кругооборот ресурсов, доходов и продуктов, происходит при выполнении нескольких обязательных условий. Среди них: общественное разделение труда, которое неизбежно приводит к обмену продуктами и услугами; экономическая обособленность...
72514. Лекция по истории хип-хопа 372 KB
  Что такое хип-хоп в понимании большинства Это рэпперы читающие о золотых цепях машинах клубах и торговле наркотиками. Моя лекция призвана не только разрушить эти стереотипы но и рассказать о многообразии хип-хоп культуры с момента её возникновения и до наших дней.
72516. Классификация ОЭП 58 KB
  Это в первую очередь определяет специфику входящих в состав ОЭП элементов особенности схемного построения этих приборов а также алгоритмов используемых для обработки сигналов. В сущности ОЭП это сложная система включающая такие устройства как оптические фотоэлектрические электронные...