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

82952. Эмуляция структуры объекта остовой кран 126.32 KB
  Программирование одна из самых сложных наук, и объем информации, усваиваемой программистом очень сложно запомнить. Для помощи программистам создаются и разрабатываться приложения, ориентированные на задачи программистов.
82953. Проектирование АТП на 320 автомобилей марки МАЗ 537 и КАВЗ-3976 404.15 KB
  Для выполнения технологического расчета автотранспортного предприятия необходимы следующие исходные данные: тип автотранспортного предприятия; списочное количество автомобилей по типам и маркам, среднесуточный пробег автомобиля, км; количество дней работы в году АТП, время работы автомобилей...
82955. Проектирование системы теплоснабжения района города Томск 148.14 KB
  Определить расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение района города по укрупненным показателям в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха, этажности и нормы расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека в сутки с учетом общественных...
82956. Банковская система Японии 35.47 KB
  Возникновение первых банков в Японии относится к XVII в., что было обусловлено необходимостью обслуживания банковским капиталом развивающейся торговли, промышленности и сельского хозяйства. В 1617 году в Осака впервые были выпущены бумажные деньги, обеспеченные серебром, и образована Ассоциация банкиров...
82957. Сравнительная характеристика сайтов для просмотра фильмов онлайн 84.98 KB
  На просторах всемирной паутины, если хорошо поискать, то можно найти много интересного. Одним из лакомых кусочков для киноманов является просмотр фильмов онлайн. Конечно, можно скачать новинки мирового кино, применяя скачивание с различных торрентов, но сейчас выпускается так много фильмов...
82958. Построение систем искусственного интеллекта 43.28 KB
  В качестве самостоятельного научного направления искусственный интеллект (ИИ) существует уже более четверти века. Мнение общества, относительно специалистов данной области, постепенно менялось от скепсиса до уважения, и понимания перспектив данной области в будущем.
82959. Демографическая ситуация в России и Удмуртии 37.12 KB
  Изменение населения совершается и путём перехода людей из одного состояния в другое по мере изменения их возраста семейного положения числа детей демографическая мобильность или уровня образования профессии социального положения социальная мобильность.
82960. Этикет стран мира 67.37 KB
  Следует уважать национальные традиции в еде праздники религию и руководство страны в которой Вы находитесь. Следует всегда быть пунктуальным учитывать движение на дорогах и скопление людей на улицах. В любой стране очень важны титулы поэтому ими следует пользоваться.