Описание структурной схемы - Разработка радиопередающего устройства
Рис. 1. Структурная схема РПУ.
Проектирование любого устройства начинается с составления структурной схемы. Структурных схем частотной манипуляции много, выберем простую для реализации схему состоящую из синтезатора частот, модулятора, усилителя мощности и двух фильтров.
В синтезаторе частот формируются частоты, необходимые для дальнейшей работы устройства. Поднесущие частоты нужны для переноса сформированного в модуляторе сигнала в область рабочих частот нашего устройства. Для обеспечения высокой стабильности частоты используется кварцевый генератор.
В модуляторе в соответствии с заданной кодовой последовательностью формируется частотно-манипулированный сигнал со средней частотой раВной fм. Частоты f1, f2 и Fм необходимые для работы манипулятора, формируются высокостабильной частоты кварцевого генератора путем вычитания, деления и умножения.
В системе происходит вычитание поднесущих частот из fм, что переносит сигнал в область рабочих частот устройства.
При вычитании сигналов появляется множество комбинационных составляющих в спектре сигнала. Для избавления от них после смесителя ставим полосовой фильтр настроенный на fм.
Для усиления полученного сигнала по мощности до величины заданной в задании, после фильтра ставыим усилитель мощности, выполненный на биполярном транзисторе по схеме с ОЭ. БТ выбран из соображений получения более высокого КПД.
Для оптимальной передачи мощности от усилителя в антенну необходимо их согласовать. Для этого между усилителем и антенной ставим двойной П - образный фильтр, обеспечивающий заданное подавление внеполосных излучений и настроечную цепь.
Исходя из требований технического задания (ТЗ), для обеспечения заданного вида модуляции, структурную схему проектируемого РПУ можно составить из следующих блоков (рис. 1):
Возбудителем (В) является устройство, в котором формируются гармонические сигналы с заданными частотами и требуемым видом модуляции, подлежащие дальнейшему усилению. Основными компонентами возбудителя являются: опорный генератор, синтезатор частот, модулятор, преобразователь частоты.
Опорный кварцевый генератор (ОКГ) представляет собой автогенератор (АГ) с кварцевой стабилизацией частоты, малой мощности. АГ выполняется на биполярном транзисторе, подключенным в схему с общим эмиттером. Большая крутизна проходной характеристики такого транзистора, позволяет уменьшать его связь с колебательным контуром, а значит, и увеличивать стабильность частоты. На частотах меньше 20 МГц АГ выполняется на биполярном кремниевом маломощном транзисторе, включенным с общим эмиттером по схеме Клаппа.
В данном курсовом проекте применяется синтезатор частот с кольцом цифровой фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), преимуществами которой является низкий уровень побочных спектральных составляющих и реализация основных узлов на цифровых микросхемах.
Синтезатор частот (СЧ) - устройство для формирования когерентных колебаний, с требуемой точностью и стабильностью частоты, из опорного сигнала, вырабатываемого кварцевым генератором. Причем один из вырабатываемых сигналов дискретно перестраивается по частоте (с требуемыми шагом и скоростью).
Модулятор (М) предназначен для формирования сигнала частотной манипуляции. Информация, которую необходимо передать, представлена в двоичном коде (0 или 1), подается на вход "Код" модулятора. При этом уровень логической единицы соответствует сигналу с одной частотой, а уровень логического ноля - с другой. На второй вход поступает сигнал с частотой манипуляции Fм. Сигналы с частотами f1 и f2 формируют диапазон полезного сигнала в низкочастотной области. Далее этот диапазон частот переноситься на среднюю частоту fм. Таким образом, комбинация этих сигналов позволяет получить на выходе модулятора сигнал с частотой fм, из которой в тракте преобразования частоты будет сформирована диапазон частот полезного сигнала.
Тракт преобразования частоты (ПЧ), позволяет перенести модулированное колебание в диапазон рабочих частот возбудителя. В простейшем случае ПЧ состоит из смесителя и полосового фильтра.
Смеситель - устройство для сложения, вычитания частот, поданных на его входы. В ПЧ он обеспечивает сдвиг (преобразование) полезного сигнала из области частот модулятора в область частот, в которой необходимо передавать сообщение, на постоянное значение без изменения спектрального состава этого колебания.
Полосовой фильтр (ПФ) обладает полосой пропускания, которая совпадает с полосой пропускания полезного сигнала. Фильтр служит для выделения гармонических составляющих полезного сигнала в заданной области частот и для подавления всех побочных сигналов.
Усилитель мощности (УМ) служит для усиления колебаний, которые формируются на выходе ПЧ, так как амплитуда их мала и ее недостаточно для передачи полезного сообщения.
Цепь согласования (ЦС) на выходе передатчика предназначена для согласования генератора с нагрузкой (антенной), то есть для трансформации эквивалентного сопротивления нагрузки усилителя (генератора) в сопротивление антенны (оконечный каскад усилителя имеет сопротивление отличное от сопротивления антенны); а также служит для обеспечения заданных частотных характеристик усилителя (см. ПФ в ПЧ).
Расчет выходного усилительного каскада передатчика
УМ строим по схеме с ОЭ на биполярном транзисторе, т. к. БТ позволяет получить более высоки КПД чем полевой.
Расчет коллекторной цепи транзистора
Выбираем транзистор исходя из того что УМ должен выдать Pmax в нагрузку.
Выбираем рекомендуемое значение КПД цепи согласования из таблицы приложения 4 (стр.37 [1]) в соответствии с заданными параметрами: .
Мощность, которую отдает транзистор равна
Ориентировочное количество каскадов усилителя находят по формуле
- примерный коэффициент усиления по мощности одного каскада для транзисторов в области не очень высоких частот.
- мощность сигнала на выходе возбудителя
Получаем, найденное значение округляем до целого, то есть до. Таким образом, усилитель состоит из 4-х каскадов (рис. 3).
Рассчитываем рассеиваемую мощность и выбираем по ней транзистор:
Выбираем транзистор КТ927А, имеющий параметры:
Для кремниевых транзисторов Uотс=0,6
При усилении модулированных колебаний необходимо обеспечить угол отсечки = 900.
Тогда коэффициенты разложения синусоидального импульса равны
Еп выберем из условия: Еп?Uкэ доп /2 = 70/2=35.
Возьмем стандартное значение Еп=24 В.
Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе.
Максимальное напряжение на коллекторе не должно превышать допустимого
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока
Максимальный коллекторный ток
Постоянная составляющая коллекторного тока
Максимальная мощность, потребляемая от источника коллекторного питания
Мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора
Коэффициент полезного действия коллекторной цепи при номинальной нагрузке
Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки
Расчет входной цепи
При расчете входной цепи транзистора с ОЭ предполагается, что между базовым и эмиттерным выводами транзистора по ВЧ включен резистор с сопротивлением равным
Амплитуда тока базы
Для определения тока необходимо рассчитать величину
Напряжение смещения на эмиттерном переходе
Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов
Похожие статьи
-
Заключение - Разработка радиопередающего устройства
Главной задачей данного курсового проекта было спроектировать РПУ, которое позволяет передавать цифровую информацию (код) с помощью частотной...
-
Анализ технического задания В соответствии с техническим заданием необходимо разработать цифровой кодер PAL - устройство, формирующее полный цветовой...
-
Выбор и обоснование принципиальной схемы предварительного усилителя ФПУ В соответствии со структурной схемой приведенной ранее, ФПУ конструктивно делится...
-
Согласно техническому заданию радиопередатчик должен передавать два вида сигналов: звуковой (0,3..3,4 кГц) и сигнал, соответствующий телеграфной посылке...
-
Как известно, частота автоколебаний в таком генераторе определяется формулой (1), А затухание в частотно-зависимой ветви обратной связи на частоте 0 ....
-
Выбор структурной схемы разрабатываемого устройства - Связной передатчик с угловой модуляцией
Структурные схемы передатчиков с УМ, а именно с фазовой, весьма разнообразны. Они различаются числом каскадов, уровнем проведения модуляции, структурными...
-
Расчет схемы электрической принципиальной цифрового матрицирующего устройства. Рассмотрим систему обозначений сигналов, принятую в цифровом телевидении...
-
Разработка схемы электрической структурной - Передатчик спутниковой радиосвязи
При разработке структурной схемы передатчика будем исходить из назначения передатчика, условий его работы и заданных параметров: 1 Линия...
-
Анализ технического задания В задании на схемотехническое проектирование усилителей сигналов звуковой частоты используются следующие параметры: 1....
-
Структурная схема разрабатываемого устройства представлена на рисунке 3.1. Рисунок 3.1. Структурная схема устройства. 1 - Входной буферный каскад 2 -...
-
ФПУ является составной частью линейного тракта и служит связующим звеном между ВОК и приемником. Фотодиоды изготавливаются из разных материалов. Рабочие...
-
Существует несколько способов получения частотной (ЧМ) (фазовой (ФМ)) модуляции [3, 4, 5]. Угловая модуляция может быть получена прямым способом, когда...
-
Очень часто в радиотехнике требуется из сложной смеси полезных и нежелательных сигналов выделить и пропустить требуемый сигнал. Именно эта необходимость...
-
Расчет элементов эквивалентной схемы - Разработка радиопередающего устройства
Резистивная и реактивная составляющая входного сопротивления транзистора Zвх=rвх+jXвх Zвх=2.131+j-0.112 Мощность возбуждения Коэффициент усиления...
-
Основные схемы включения операционных усилителей - Разработка дифференциального усилителя
Рассмотрим некоторые виды ОУ наиболее часто встречающиеся в линейных схемах. Линейность схемы определяется зависимостью входного и выходного сигнала т....
-
Описание схемы операционного усилителя и его параметры - Разработка генератора с мостом Вина
ОУ 140УД26 [3] К140УД26 - широкополосный прецизионный операционный усилитель со сверхнизким значением входного напряжения шума, высоким коэффициентом...
-
Разработка функциональной схемы устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации
Функциональная схема автомобильной сигнализации показана на рисунке 6. Функциональная схема брелока управляющего автомобильной сигнализацией показана на...
-
Разработка структурной схемы устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации
Структурная схема проектируемой автомобильной сигнализации изображена на рисунке 5. Рисунок 5 - Структурная схема автомобильной сигнализации...
-
Экспериментальное исследование характеристик устройства - Разработка схем кодера PAL
Целью проведения экспериментального исследование было снятие временных характеристик следующих функциональных узлов цифрового кодера PAL: генератора...
-
Структурная схема устройств АЛСН - Назначение автоматической локомотивной сигнализации
Кодовые сигналы числового кода воспринимаются приемными катушками ПК, проходят через усилитель У и поступают на дешифратор, где они декодируются, и...
-
Рассчитываем элементы схемы автогенератора, Расчет ГУНа - Разработка радиопередающего устройства
Для улучшения стабильности частоты целесообразно выбрать контур с высокой добротностью (Qнен - добротность ненагруженного контура ) и большим...
-
Выбор структурной схемы и назначение блоков состава структуры - ЖК-телевизоры
В состав телевизора 5СЦТ входят следующие функциональные узлы: кассета обработки сигналов КОС (А1); селектор каналов всеволновой СК-1В (А1.1); модуль...
-
Разработка схемы электрической функциональной - Передатчик спутниковой радиосвязи
На этапе разработки функциональной схемы требуется определить основные энергетические и частотно-временные характеристики сигналов в различных по...
-
Анализируя исходные данные технического задания: скорость передачи 10 Гбит/с и л=1550 нм, можно сделать вывод, что система передачи подходит под уровень...
-
Введение - Разработка радиопередающего устройства
В настоящее время радиопередающие устройства используются очень широко. Это могут быть - радиовещательные передатчики, радиостанции, также они...
-
Литература - Разработка радиопередающего устройства
Устройства генерирования и формирования радиосигналов: Методические указания к выполнению курсового проектирования для студентов специальности 200700 -...
-
В данной работе разрабатывается микропроцессорная система минимальной конфигурацией, что предполагает использование управляющих сигналов, формируемых...
-
ВВЕДЕНИЕ, Структурная схема системы связи - Разработка системы связи в задачах
В данной курсовой работе проведен расчет системы связи для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для дискретной фазовой модуляции...
-
Методы и виды ТО и ремонта устройств и систем СЦБ доля устройств и участков дистанции определяются "Проектом организации обслуживания и ремонта...
-
Целью данного курсового проекта является разработка интегрирующего усилителя с выходным каскадом на транзисторах и проведение графоаналитического расчета...
-
Разработка функциональной схемы кодера PAL - Разработка схем кодера PAL
Функциональная схема кодера приведена на рисунке 2.1. Входные регистры служат для снижения частоты дискретизации первичных сигналов трех основных цветов...
-
Структурная схема усилителя постоянного тока - Проектирование усилителей электрических сигналов
При проектировании усилителя постоянного тока следует учесть, что его структурная схема состоит из нескольких частей: КП 52.292028.201Э2 Изм. Лист №...
-
Проектирование схемы тактирования АЦП. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
Схема тактирования предназначена для подачи тактовых импульсов, а также для подачи стартового импульса на регистр последовательных приближений. Схема...
-
Структура платы, Описание схем, Микропроцессор CPU - Плата микропроцессора
Микропроцессорная система представляют собой совокупность больших интегральных схем (БИС), реализующих различные функции и связанных между собой внешними...
-
В настоящее время радиопередающие устройства получили широкое распространение. Они находят применение в радиосвязи, в РЛС, в сотовой телефонии и в...
-
Расчет выходного усилителя Расчет К-цепи по постоянному току включает выбор режимов транзисторов и расчет сопротивлений резисторов, обеспечивающих...
-
Электрическая функциональная схема арифметического устройства для выполнения сложения и вычитания десятичных чисел представлена на рис. 2.4. Отдельно...
-
А) расходы на техническое обслуживание устройств автоблокировки Б) расходы на техническое обслуживание устройств электрической централизации В) расходы...
-
Электрическая принципиальная схема арифметического устройства для выполнения сложения и вычитания десятичных чисел представлена на графическом листе Э3....
-
При синхронном приеме оптимальный порог U П = 0. Т. к. в момент времени Т на выходе будет максимум (положительный или отрицательный в зависимости от того...
Описание структурной схемы - Разработка радиопередающего устройства