Разработка радиопередающего устройства

Заключение
В результате расчетов передатчик удовлетворяет требованиям Т.З. Требуемая мощность 5 Вт. обеспечивается транзистором 2Т925Б. Требования к автогенератору и к частотному модулятору удовлетворены полностью. Малая относительная нестабильность рабочей частоты обеспечивается использованием опорного генератора на кварце.

...

Содержание
Введение 3
1. Техническое задание 7
2. Разработка структурной схемы передатчика 8
3. Разработка функциональной схемы передатчика 10
4. Расчёт выходного усилителя 13
4.1 Выбор типа транзистора 13
4.2 Расчёт выходной цепи каскада 15
4.3 Расчёт входной цепи каскада 16
4.4 Расчёт цепи согласования выходного каскада с антенной 20
5. Расчёт предоконечного усилителя 21
5.1 Выбор транзисторов 21
5.2 Расчёт выходной цепи предоконечного усилителя 23
5.3 Расчёт входной цепи предоконечного усилителя 25
5.4 Расчёт цепи согласования выхода предоконечного каскада со входом оконечного. 28
6. Расчёт второго каскада предварительного усиления 30
6.1 Выбор транзисторов 30
6.2 Расчёт выходной цепи 32
6.3 Расчёт входной цепи 33
6.4 Расчёт цепи согласования выхода второго предварительного каскада совходом предоконечного. 37
7. Расчёт первого предварительного каскада. 38
Литература 38
Заключение 38

Введение
Радиопередающим устройством называется устройство, вырабатывающее ток высокой частоты, управляемый электрическими сигналами, несущими информацию и подлежащими передаче.
Основными электрическими характеристиками передатчика, определяющими его конструкцию, являются мощность, диапазон несущих частот, вид и требуемое качество модуляции, требования обеспечения ЭМС – допустимые нестабильность частоты и уровни побочных и внеполосных излучений. Наряду с этим существенную роль играют назначение передатчика и соответствующие этому условия его будущей эксплуатации.
Современное радиопередающее устройство состоит из комплекса элементов:
-радиопередатчика – аппарат, преобразующий энергию постоянного тока в ток высокой частоты;
-модулятора – устройства, управляющего током высокой частоты по зак ону, определенному передаваемым сигналом;
-источников питания;
-системы охлаждения;
-системы канализации тока высокой частоты к антенне
-системы управления, блокировки и сигнализации.
Передатчики с амплитудной модуляцией применяют для телефонной связи, радиовещания, передачи телефонных изображений. Их мощность зависит от назначения линии связи и ее протяженности и колеблется от долей ватт до десятков мегаватт. Передатчики с АМ работают во всех диапазонах радиочастот. Структурная схема как правило многокаскадная, что определяется высокими требованиями к стабильности частоты передатчика.
Модуляция называется угловой, если в сигнале вида u(t) Um sin [ω0t Ф(t)] в зависимости от модулирующего сигнала изменяется полная фаза φ(t) ω0t Ф(t), где ω0 – центральная частота сигнала с угловой модуляцией, Um- неизменная амплитуда сигнала.
Благодаря высокой помехоустойчивости угловая модуляция применяется в системах низовой радиосвязи различных диапазонов частот, в радиовещании на метровых волнах, в звуковом сопровождении телевизионного вещания, в наземной радиорелейной связи прямой видимости, тропосферной и космической связи. Кроме того угловая модуляция используется в радиотелеметрии, системах радиоуправления, некоторых системах радионавигации и радиолокации. Телеграфные сигналы и в ряде случаев цифровая информация передаются преимущественно путём частотной и фазовой манипуляций.
Известно, что угловая модуляция обеспечивает лучшую помехоустойчивость и более высокие энергетические характеристики, чем амплитудная модуляция. Однако для этого ей требуется большая необходимая полоса частот. Имеются сведения, что в целях экономии радиоспектра ведутся работы по исследованию и внедрению угловой модуляции с одной боковой полосой спектра частот.
Модулирующий сигнал в общем случае имеет сложную форму и анализ процессов, происходящих в передатчике, затруднён. Многие задачи решаются просто, если считать, что модуляция производится однотональным гармоническим сигналом.
В этом случае сигналы с угловой модуляцией представим выражением u(t) Um cos [ω0t msinΩt], где Ω – частота модулирующего колебания, m – индекс модуляции.
Модуляция называется фазовой, если индекс модуляции m пропорционален амплитуде модулирующего сигнала UΩ и не зависит от его частоты Ω.
Модуляция называется частотной, если девиация (отклонение) частоты Δω от среднего значения ω0 пропорциональна UΩ и не зависит от частоты Ω, т.е. если индекс модуляции m пропорционален UΩ и обратно пропорционален Ω. При обоих видах модуляции меняется частота сигнала.
Из теории связи известно, что при однотональном гармоническом модулирующем сигнале спектры фазомодулированных и частотно-модулированных сигналов линейчатые, содержат составляющую средней частоты ω0 и бесконечное множество составляющих боковых частот (ω0 pω, p 1,2,3…). Относительные амплитуды составляющих спектра пропорциональны функциям Бесселя первого рода Jp(m) порядка p от аргумента m
Множитель (-1)p показывает, что фазы нижних нечётных боковых составляющих повёрнуты на 1800 относительно того положения, которое занимают аналогичные составляющие при амплитудной модуляции. Так в спектральном представлении проявляется постоянство амплитуды сигнала с угловой модуляцией.
При угловой модуляции средняя мощность модулированного сигнала не изменяется по сравнению с мощностью немодулированного сигнала. Однако происходит значительное перераспределение мощностей между колебанием немодулированного сигнала и суммарной мощностью боковых составляющих. При индексе модуляции m 1 основная часть мощности приходится на долю боковых составляющих.
Этим и объясняется более высокая помехоустойчивость и хорошие энергетические показатели при угловой модуляции.
При определении практической ширины полосы частот П, занимаемой сигналом с частотной модуляцией учитываются составляющие спектра с амплитудами не менее 1% амплитуды немодулированного сигнала, при этом полоса определяется приближённым соотношением П 2fM(m1).
В силу случайного характера реального модулирующего сигнала его мгновенное значение может превышать среднее в несколько раз. Это превышение, называемое пик фактором р, для речевого сигнала равно
p 3…4, для сигнала радиовещания p 4…6, при многоканальной передаче p 8…10. Поэтому спектры ЧМ сигналов следует рассчитывать с учётом пик фактора на квазипиковые уровни амплитуд и соответствующие девиации частоты.

e