Радиопередатчик с ЧМ

Пусть С = 0,1 мкФ.

Суммарное сопротивление  :

Сопротивление :

Сопротивление :

 

Время перехода синтезатора  с пропорционально интегрирующим  фильтром нижних частот с одной частоты  на другую:

- девиация частоты:

При переходе на соседнюю частоту:

 

Время переключения:

где  =1.1 - относительная точность установки частоты

- относительная нестабильность  частоты опорного генератора

- относительная максимальная величина  выбега частоты.

Для определения  перехода на один шаг и весь диапазон сначала необходимо рассчитать набег частоты при перестройке на один шаг и весь диапазон:

 

                                   

 

Относительная максимальная нестабильность при перестройке  на один шаг и весь диапазон:

  

                                       

                                       

 

 

 

 

7. Расчёт массы и габаритов.

Наиболее габаритными  блоками передатчика являются блоки, выполненные на дискретных элементах. На дискретных элементах выполнены  блоки: три каскада усиления, выходная цепь, блок питания, опорный генератор, ГУН, трансформатор модулятора.

1. ГУН, ОГ – в каждом  содержатся резисторы, емкости,  маломощные дроссели, 1 маломощный  транзистор, дополнительно в ГУН  – варикап, в ОГ – кварцевый  резонатор, усилитель, формирователь  импульсов. Напряженности между  элементами невысокие, следовательно,  ГУН возможно реализовать на  участке платы площадью 80мм х  60мм, ОГ – 100мм х 60мм.

2. УУ – содержит триггер D-типа на микросхеме,2 электронных ключа на микросхемах , сумматор на микросхеме .. Габариты можно оценить в 90мм х 60мм х 35мм.

3. ФНЧ – содержит два  резистора, конденсатор. Умещается  на площади 10мм х 20мм.

4. СУ ДПКД, ДФКД, ИФД – объединим в одну группу, которая содержит схему «И», «ИЛИ», реверсивный счетчик, счетчик с высоким разрешением по модулю счета, два делителя, сумматор, инвертор шины, формирователь импульсов, импульсно-фазовый детектор. Общую площадь на плате можно оценить в 120мм х 120мм.

5. Тракта ПЧ – содержит смеситель и полосовой фильтр на микросхемах, Габариты можно оценить в 30мм х 30мм.

6. Три усилительных каскада  – каждый содержит 5 резисторов  большой мощности, например, серии  МЛТ; дроссель, 5 емкостей невысоких  номиналов, мощный транзистор (36мм  х 36мм х 15мм). Габариты выходного  каскада можно оценить в 100мм  х 100мм х 35мм. Оставшихся каскадов  – 2 х 60мм х 80мм х 30мм.

7. Выходная цепь – содержит  три емкостных и две индуктивности  фиксированного номинала, магазин  дискретных индуктивностей и  магазин дискретных емкостей  с электронными ключами. Габариты  можно оценить в 160мм х 120мм  х 50мм.

8. Блок питания – содержит  трансформатор и выпрямитель.  Трансформатор напряжений 220В/48В  и схема деления напряжения. Габариты  оцениваются в 100мм х 80мм  х 90мм.

Платы с маломощными блоками  можно размещать одна над другой с достаточным расстоянием по высоте для достаточного охлаждения. Таким образом требуемую площадь  можно сократить до (100х60 + 120x120 + 60x80 +

 

+100x100 + 160x120 + 100x80)мм² = 6,24∙10⁴ мм² = 250x250 мм² .

Таким образом, при соблюдении достаточных для вентиляции, охлаждения, предотвращения пробоя расстояний, а  также при устройстве охладительных  радиаторов следует учесть увеличение требуемой площади и высоты. Следует  остановиться на занимаемых габаритах 400мм x 350мм x 150мм.

В целях обеспечения высокой  вентилируемости внутреннего пространства передатчика в сочетании с  достаточными защитными функциями  корпуса следует выполнить корпус металлическим с отверстиями  с боковых сторон. Так же для  улучшения теплоотвода следует  встроить в корпус вентилятор.

Для безопасности транспортировки  передатчика в пункте работы следует  разместить специальные ручки, надежно  соединенные с корпусом, за счет чего корпус увеличит длину до 400 мм.

Требованиями к лицевой  панели передатчика являются эргономичность (удобство считывания выводимой информации, удобство управления), а также меры предосторожности. Порт для входного и выходного сигнала следует выполнить коаксиальным.

Задняя панель передатчика  содержит вход сетевого питания (220 В, 50 Гц) .

Соблюдая оговоренные рамки построения приходим к конструктивному решению, отображенному на рисунке 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10 – Внешний вид передатчика

8. Заключение.

Качество спроектированного  устройства удовлетворяет требованиям  ТЗ. Коэффициент фильтрации получен  больше требуемого. Массогабаритные  показатели для стационарного передающего  устройства являются приемлемыми.

Структурная и функциональная схемы устройства, содержат минимальное  количество блоков. На основе функциональной схемы произведен расчет основных блоков передатчика.

Для достижения необходимой  мощности в антенне, применяется  усилитель, состоящий из трех каскадов. На его выходе включается согласующая цепь, преобразующая реактивное сопротивление антенны в номинальное коллекторное сопротивление транзистора выходного каскада. Так как передатчик работает в диапазоне частот, а не на фиксированной частоте цепь согласования содержит настроечную емкость и индуктивность. Управление этими элементами происходит при помощи устройства настройки. Расчет выходного каскада усилителя произведен с учетом КПД выходной цепи.

Формирование частот осуществляется в синтезаторе частот, работающего  по методу фазовой автоподстройки частоты. Основные преимущества таких синтезаторов – низкий уровень побочных спектральных составляющих и возможность реализации основных узлов на цифровых микросхемах. Недостатками являются большее время  перестройки, чем в синтезаторе  пассивного синтеза, трудность уменьшения шага сетки частот и возможность  генерации выходного сигнала  за пределами рабочего диапазона.

Для поддержания стабильности опорной частоты используется высокостабильный опорный генератор с кварцевым  резонатором. Таким образом кратковременная  нестабильность частоты составляет порядка   10^-7.

В передатчике нашла  широкое применение микросистемная техника.

Следовательно, параметры  разработанного в курсовом проекте, радиопередающего устройства удовлетворяют  всем требованиям технического задания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Список используемых источников

 

1. Алексеев О. В. “Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ” / О. В. Алексеев, А. А. Головков, А. Я. Дмитриев и др.- М.: Радио и связь, 1987. - 392с.

 

2. Алешин Ю. В. “Справочник по полупроводниковым приборам (транзисторы)”. / Ю. В. Алешин, В. А. Захожий, В. Д. Сапрыкин – М.: Логос , 1992.

 

3. Зюко А. Г. “Теория передачи сигналов” / А. Г. Зюко, Д. Д. Назаров, Л. М. Финк. - М.: Связь, 1980.

 

4. Лисовская, Н. Н. Устройства генерирования и формирования радиосигналов: Методические указания / Н. Н. Лисовская, С. И. Щитников. - Красноярск: КГТУ, 1995. - 38 с.

 

5. Уткин Г. М. “Проектирование радиопередающих устройств СВЧ”/ Г. М. Уткин, М. В. Благовещенский. – М.: Сов. радио, 1979.-320с.

 

6.  Шахгильдян В. В. “Проектирование радиопередающих устройств” / В. В. Шахгильдян. – М.: Радио и связь, 1993.

 

7. Шахгильдян В. В. “Радиопередающие устройства”/ В. В. Шахгильдян. – М.: Связь, 1980.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение  А

 

Список  использованных сокращений

 

АГ –  автогенератор 

АМ –  амплитудная модуляция 

АЭ –  активный элемент 

БУ –  буферный усилитель 

ГУН –  генератор управляемый напряжением 

ДПКД  – делитель с переменным коэффициентом  деления 

ДФКД  – делитель с фиксированным коэффициентом  деления 

ИФД –  импульсно-фазовый детектор

М –  модулятор 

ПЧ –  преобразователь частоты 

ПФ –  полосовой фильтр

СМ –  смеситель 

СЧ –  синтезатор частоты 

УМ –  усилитель мощности

ФИ –  формирователь импульсов 

ФНЧ –  фильтр низкой частоты 

ЦC – цепь согласования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение  Б

 

Структурная схема передатчика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение  В

Функциональная  схема радиопередающего устройства с частотной манипуляцией.

Приложение  Г

Схема электрическая принципиальная радиопередающего устройства