Расчет элементов и узлов аппаратуры связи

Введение
Расчет автогенератора
Рассчитать спектр тока и напряжения на выходе нелинейного преобразователя
Расчёт электрических фильтров
Расчет выходного усилителя
Принципиальная схема устройства

3.4): 0() = 0,042 , 1() = 0,08, 2() = 0,067, 3() = 0.049.Постоянная составляющая и амплитуды гармоник спектра тока iвых рассчитывается по формуле:Imk = SUmk(), k = 0, 1, 2, 3, …Ограничиваясь третьей гармоникой, имеем:I0 = 1.008мА; Im1= 1.92 мА; Im2= 1.608 мА; Im3= 1.176 мА.Спектры амплитуд тока и напряжения приведены наРис (11)Рис (12)Расчёт электрических фильтровНомер вариантаnUmвых,В А,дБАmin,дБUпит. ф,В3250.11312По Рис (13)определяем, что D=30.По Рис (14)определяем, что 3=4.5Рис (13) Рис(14)Частота 2-ой гармоники равна 160 кГц, следовательно, 0= 160 кГц.Далее находим граничные частоты ПЭП и ПЭН. (14)Так как , то задавшись f3 = 180 кГц, т.е. ω3 = 1130400 рад/с, найдем Учитывая соотношение , определим (15)Решая совместно систему , (16)получаем:Таким образом, граничные частоты:Пользуясь табл. 3.5, находим полюсы передаточной функции НЧ- прототипа:; S1,2=.-1.186192i1.380960Для отыскания полюсов передаточной функции ПФ, воспользуемся соотношением:Pi,j ПФ (17)где =52750/2=26375 рад/с;=1.01*10^12 (рад/с)2.Передаточная функция ПФ может быть записана в виде произведения двух сомножителей второго порядкаГде (18)Номер сомножителяЗначения коэффициентовbiaiA0i129,547 · 104 9,547 · 104 6,03 · 104 6,484 · 104 9,4 · 10111,087 · 1012Коэффициенты при р в знаменателях сомножителей аi= 2αi, а свободные члены a0i = αi2 + i2. Их значения сведем в таблицу:Тогда передаточная функция искомого ПФ запишется:.Для реализации полученной передаточной функции необходимо выбрать тип звеньев, для чего найдем вначале добротности полюсов соответствующих сомножителей, используя соотношение. (19)В результате расчетов получим Q1 = 16,1, Q2 = 16,1 и Их таблицы 3.6 выбираем для реализации всех сомножителей схему 3. Для отыскания элементов звена, соответствующего первому сомножителю Н(р), составим систему уравнений:Рис (15)(20)Задаваться: (21)Найдем элементы первого звена фильтра:Зададимся С6=С7 = С = 1 · 10-9 Фп - частота полюса, определяемая для данного сомножителя, как рад/с.Итак,кОм.По Е24 выбираем 1кОмРешая систему относительно элементов R5, R3, R4R5= 16,58 кОм, R3= 1767,7 кОм, R4=601,2 Ом.Найдем элементы второго звена фильтра:R12= 15,42 кОм, R10= 2,03 кОм, R11=0,453 Ом.Для расчета АЧХ и ослабления фильтра в выражении Н(р) осуществим замену р = j, тогда |Н(j)| запишется:Ослабление фильтра связано с АЧХ выражением:. (21)Найдем частоты ПЭП, при которыхА и АЧХ принимают максимальные и минимальные значения. Из таблицы 3.8 для характеристикНЧ-прототипа имеем при n = 2:1max= 0;2min= 0.707; 2max=1.Таблица 2.2 Результаты расчета характеристик фильтра32min10min223рад/с893600979300986800100500010240001032001130400, кГц14,2215,5915,71616,316,4218|Н(j)|10,5641,5071,3771,0360,7830,7050,312|Н(j)|20,290,6540,7240,9511,2741,40,525A1, дБ4,981-3,562-2,795-0,3082,1283,0310,112А,2 дБ10,7533,6822,80110,443-2,106-2,9165,595|Н(j)| фильт.0,1630,9860,9970,9860,9970,9870,164АфильтдБ15,7340,1210,0220,1250,0220,11515,707Таблица 2.1. Значения элементов фильтраЭлементы 1-го звенаR1, к0мR2, к0мRЗ, к0мR4, к0мR5, к0мС6, нФС7, нФ1.0311.0311768.4601.5716.583.711Элементы 2-го звенаR8, к0мR9, к0мR10 к0мR11 к0мR12 к0мС13 нФС14 нФ959.147959.1472029.6453.315,4225711рис (15)Полученная частотная зависимость ослабления удовлетворяет заданным нормамА и Amin.По результатам расчетов построим графики АЧХ и зависимость ослабления от частоты полосового фильтра.График АЧХ (рис. 12), зависимость ослабления от частоты полосового фильтра (рис. 13).Рис (16)Рис(17)Расчет выходного усилителяПусть требуемое выходное напряжение устройства выделения второй гармоники Uвых треб = 5 В (амплитудное значение). Из предыдущих расчетов известно, что амплитуда напряжения второй гармоники Um2 = 1,6 В. Тогда амплитуда напряжения на выходе фильтра будет:Uвых.ф = Um2 ∙ |H(jf0)| = 1,6 ∙ 1 = 1,6 В. (23)Требуемый коэффициент усиленияK = Uвых треб/ Uвых ф = 5/1,6 = 3,125 (24)Выберем схему 1 из таблицы 3.7 и зададимся значением R1 = 3 кОм; тогда R2 = К ∙ R1 = 3,125 ∙ 3 = 9,375 кОм. По Е24 R2=9.1кОмВыберем схему:Рис (18)Принципиальная схема устройстваРис 19