Разработка передатчика для радиовещания в синхронной сети

СОДЕРЖАНИЕ: Использование синхронных сетей радиовещания для повышения эффективности работы передатчиков и улучшения слышимости РВ передач на низких и средних частотах. Разработка структурной схемы передатчика. Выбор усилительного элемента в выходном каскаде.

Министерство Российской Федерации по связи и информатизации

Кафедра РПУ

Курсовой проект

по курсу Радиопередающие устройства

Разработка передатчика для радиовещания в синхронной сети

Выполнил:

ст-т гр Р-32

Шабанов Д.А.

Проверил:

Рыбочкин В.Е.

Новосибирск 2006

Содержание

1. Введение

2 Разработка структурной схемы передатчика

3. Расчет выходного каскада

3.1 Расчет в пиковой точке

3.1.1 Расчет анодной цепи

3.1.2 Расчет цепи управляющей и экранирующей сеток

3.2 Расчет в телефонной точке

3.3 Расчет генератора УМК на ЭВМ

4. Расчет предвыходного каскада

4.1 Расчет генератора на биполярных транзисторах при коллекторной модуляции в схеме с ОЭ

4.1.1 Расчет коллекторной цепи в максимальном режиме

4.1.2 Расчет базовой цепи в максимальном режиме

5. Расчет предварительного каскадов в максимальном режиме

5.1 Расчет коллекторной цепи в максимальном режиме

5.2 Расчет базовой цепи

6. Расчет промышленного КПД

Список используемой литературы

1. Введение

Для повышения эффективности работы передатчиков и улучшение слышимости РВ передач на низких и средних частотах были созданы и введены в эксплуатацию сети синхронного радиовещания, в которых большее число радиостанций, передающих одну и ту же программу, работает на одной общей частоте. Использование синхронных сетей радиовещания позволяет:

при меньших излучаемых мощностях обеспечить заданную напряженность поля в обслуживаемых зонах;

сократить расходы на эксплуатацию радиопередатчиков или не увеличивая расходов повысить напряженность поля в обслуживаемых зонах, и улучшить на приеме отношение сигнал-шум;

при использовании в синхронной сети достаточно маломощных передатчиков исключить в темное время суток свойственные мощным радиостанциям нелинейные и частотные искажения в зонах замирания;

повысить надежность сети радиовещания как в случаях возможных аварий отдельных передатчиков, так и при действии помех, создаваемых пространственным лучом мощных дальних станций, работающих в совмещенном канале;

2 Разработка структурной схемы передатчика

Для выбора усилительного элемента в выходном каскаде, исходя из заданной мощности P_~т =5кВт, находим максимальную мощность P_~ _max, которая определяется выражением:

где m=1 глубина модуляции, h_кс -коэффициент полезного действия колебательной системы. Примем h_кс =75%, тогда

Тип генераторной лампы выбирается исходя из справочной мощности лампы P_~лин , так как лампа работает в режиме УМК. По справочным данным выбираем лампу ГУ-83Б, которая имеет P_~лин =28кВт.

3. Расчет выходного каскада

Выходной каскад работает в режиме усиления модулированных колебаний (УМК). Он должен работать в недонапряженном режиме, так как в этом режиме будут наименьшие нелинейные искажения, с углами отсечки Q=90^О Только при Q=90^О и Q=180^О получается линейное усиление, но при Q=180^О требуется большая мощность.

В выходном каскаде используется лампа ГУ-83Б

P_~ _max =26.7кВт J_н =155А S=65мА/В P_адоп =25кВт

P_max =45кВт С_ас1 =1,2пФ S_кр =22мА/В P_с2доп =1,8кВт

E_а =12кВ С_ск =38пФ D=0.004 P_{с1 доп} =0,4кВт

E_с2 =1,5кВ С_с1к =330пФ f_max =1,6МГц m_c1 _c2 =5,8

U_н =8В =₁ / ₀ =1,5723 ₁ =0,5 ₀ =0,318

3.1 Расчет в пиковой точке

Произведем расчет максимального режима лампового усилителя.

3.1.1 Расчет анодной цепи

Максимальный коэффициент использования анодного напряжения:

Амплитуда колебательного анодного напряжения:

Амплитуда первой гармоники анодного тока:

Постоянная составляющая анодного тока:

Амплитуда импульса анодного тока:

где a₁ - коэффициент Берга.

Мощность подводимая к анодной цепи генератора:

Мощность рассеиваемая на аноде лампы генератора:

Коэффициент полезного действия генератора по анодной цепи:

Проверка

Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:

Амплитуда сеточного напряжения:

где b₁ =0,5 - коэффициент Шулейкина.

Напряжение смещения на управляющей сетке:

3.1.2 Расчет цепи управляющей и экранирующей сеток

Пиковое напряжение на управляющей сетке:

Так как то в цепи управляющей сетки тока нет.

Найдем минимальное значение напряжения на аноде:

Зная e_c ₁ _max , e_a _min, E_c ₂ найдем импульс тока экранирующей сетки

Угол отсечки Q₂ ориентировочно выбирается в пределах (0,50,7) Q

Q₂ =0,55*Q=0,55*90=50^O Тогда a_0с2 =0,183

Найдем постоянную составляющую тока экранной сетки

где К_0с =2/3 - поправочный коэффициент

3.2 Расчет в телефонной точке

Для расчета в режиме несущей можно использовать формулы линейной интерполяции.

Амплитуда первой гармоники анодного тока:

где m- глубина модуляции. Постоянная составляющая анодного тока:

Амплитуда напряжения на аноде:

Амплитуда напряжения на сетке:

Колебательная мощность:

Мощность потребляемая лампой:

Мощность рассеиваемая на аноде лампы:

Мощность рассеиваемая на экранной сетке:

3.3 Расчет генератора УМК на ЭВМ

Мощность рассеиваемая на аноде достигает максимального значения в режиме несущей. Потребляемая генератором и колебательная мощности имеют максимальное значение в пиковой точке, причем колебательная мощность изменяется по квадратичному закону, а потребляемая по линейному.

КПД имеет максимальное значение только в пиковой точке, что не очень хорошо, так как передатчик 70% времени находится в режиме молчния, когда лампа работает в телефонной точке, где КПД низкий.

4. Расчет предвыходного каскада

Предвыходной каскад предназначен для предварительного усиления ВЧ сигнала до мощности необходимой для раскачки выходного каскада. Также в предвыходном каскаде осуществляется амплитудная модуляция к коллекторной цепи. Каскад строится на мосту сложения шести усилительных модулей для обеспечения бесперебойной работы передатчика при выходе из строя одного из модулей.

Каждый из модулей строится по двухтактной схеме на 8 транзисторах 2Т970А включенных по схеме с ОЭ.

Транзистор имеет следующие характеристики:

r_нас =0.3 Ом e_кэдоп =60В r_б =0.2 Ом e_бэдоп =4В

r_Э =0 Ом J_кодоп =13А b₀ =20-80 f₁ f₂ =0,9-1,6МГц

f_T =700МГц f=100 МГц С_К =120пФ Р_~ =100Вт

С_Э =600пФ К_р =30 L_Э =0,2нГн

L_б =0,5нГн Е_к =28В L_К =5нГн Q=76^О

4.1 Расчет генератора на биполярных транзисторах при коллекторной модуляции в схеме с ОЭ

Мощность приходящаяся на 1 транзистор ступени в соответствии со структурной схемой.

P^| _~ _VT =83,5Вт

4.1.1 Расчет коллекторной цепи в максимальном режиме

Критический коэффициент использования коллекторного напряжения:

Напряжение на коллекторе:

Максимальное напряжение на коллекторе:

Амплитуда первой гармоники тока коллектора:

Постоянная составляющая тока коллектора:

Пиковое значение тока в цепи коллектора:

Выходное сопротивление по переменному току:

Мощность потребляемая транзистором:

Тогда

Коэффициент полезного действия:

4.1.2 Расчет базовой цепи в максимальном режиме

Балластный резистор в цепи базы:

Сопротивление базы: где Е_Б0 =0,7В

Постоянная составляющая тока базы:

Постоянная составляющая тока эмиттера:

Напряжение смещения на базе:

Рассчитаем активную составляющую входного сопротивления транзистора:

Выходная мощность:

5. Расчет предварительного каскадов в максимальном режиме

5.1 Расчет коллекторной цепи в максимальном режиме

В каскаде собранном на транзисторах 2Т934Б мощность приходящаяся на 1 транзистор ступени составляет P^| _~ =11Вт

Транзистор имеет следующие характеристики:

r_нас =1Ом e_кэдоп =70В L_б =3.1нГн Е_к =28В

r_б =0.2Ом e_бэдоп =4В L_К =2.5нГн Q=90^О

r_Э =0 Ом J_кодоп =1 (1.5) А, b₀ =5-150 f₁ f₂ =100-400МГц

f_T =600МГц f=100МГц, С_К =10пФ Р_~ =12Вт

С_Э =110пФ К_р =30, L_Э =1,2нГн КПД=50%

Критический коэффициент использования коллекторного напряжения:

Напряжение на коллекторе:

Максимальное напряжение на коллекторе:

Амплитуда первой гармоники тока коллектора:

Постоянная составляющая тока коллектора:

Пиковое значение тока в цепи коллектора:

Выходное сопротивление по переменному току:

Мощность потребляемая транзистором:

Мощность рассеиваемая на коллекторе:

Коэффициент Полезного Действия:

5.2 Расчет базовой цепи

Балластный резистор в цепи базы:

Постоянная составляющая тока базы:

Постоянная составляющая тока эмиттера:

Напряжение смещения на базе:

Рассчитаем активную составляющую входного сопротивления транзистора:

Выходная мощность:

6. Расчет промышленного КПД

Общее выражение промышленного КПД представляет собой:

Потребляемая мощность анодными цепями всех каскадов передатчика:

Потребляемая мощность накальными цепями всех каскадов передатчика:

Потребляемая мощность цепями смещения всех каскадов передатчика:

Дополнительно потребляемая мощность системой охлаждения, УБС, ТУВ и возбудителем передатчика:

Список используемой литературы

1. Конспект лекций

2. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию радиопередающих устройств на тему: Расчет технико-экономических показателей проектируемого передатчика. Составитель Кривогузов А.С. Новосибирск.: НЭИС, 1985. - 20 с.

3. Синхронное радиовещание / под редакцией А.А. Пирогова. - М.: Радио и связь, 1989.

Скачать архив с текстом документа