Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Хабаровский филиал

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

Радиоприёмные устройства

Тема: “Передатчик телевизионного вещания”

Разработал: ст. гр. ХР - 61 Королев И. Э.

Шифр: 06013ХР

Проверил: преподаватель Яковенко К. А.

Хабаровск

2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовой проект

Введение

1. Составление структурной схемы передатчика

1.1 Определение числа каскадов всего тракта

1.2 Выбор возбудителя

1.3 Выбор типа усилительного элемента

2. Разработка принципиальной схемы передатчика

Заключение

Приложение

Приложение

Список используемой литературы

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

Назначение передатчика………………………………………..ТЛВ вещание

Колебательная мощность в антенне, кВт…………………………………….4

Телевизионный канал………………………………………………………….5

Перекрываемый диапазон частот, МГц……………………………...92 - 100

Несущая частота, МГц……………………………………………………93,25

Нестабильность несущей частоты, Гц, не более………………………...±100

Отношение мощностей Риз/Рзв………………………………………….10 : 1

Мощность потребления в режиме передачи уровня гашения, кВт,

не более……………………………………………………………………….20

Коэффициент мощности не менее………………………………………...0,92

Уровень побочных излучений в выходном сигнале, мВт, не более…….…1

Нестабильность уровня гашения, %, не более…………………………..±2,5

Отношение сигнал - фон, дБ, не менее…………………………………….42

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время эксплуатируются радиотелевизионные передающие станции третьего поколения. Они отличаются от станций предыдущего поколения рядом принципиальных особенностей, связанных с назначением их в передающей сети. В первую очередь следует отметить основное назначение этих станций - это создание программ ТВ вещания в пунктах, уже охваченных однопрограммным вещанием. Установка нового оборудования на этих пунктах не должен привести к пропорциональному росту численности обслуживающего персонала, а объём работы имеющегося персонала должен возрасти незначительно. Всё это возможно лишь при высокой надёжности оборудования, обеспечивающего необслуживаемую стабильную работу станции в течении нескольких месяцев с возможностью управления ею с дистанционно с пульта уже действующей станции. Во-вторых, принципиальное построение этих станций должно гарантировать в течение указанного времени необслуживаемой работы стабильность и высокий уровень всех качественных показателей, необходимых для передачи сигналов ЦТВ. Исходя из этого принято построение станций, в котором используются:

в максимальной степени транзисторная и микромодульная техника в основном технологическом оборудовании;

не более одного - двух электровакуумных приборов в наиболее мощных каскадах усилителя модулированных колебаний каналов изображения и звукового сопровождения;

базовый маломощный блок с формированием радиосигнала изображения (звукового сопровождения ), определяющий все основные качественные показатели радиотелевизионной передающей станции в целом;

блочное резервирование предварительных трактов и нагруженное резервирование оконечных усилителей мощности.

Две последние особенности присуще отечественным станциям, в которых применено формирование радиосигналов с инвертированным спектром в тракте промежуточной частоты, а также традиционная квадратурная схема сложения мощностей блоков в составе одного полукомплекта. Так, станция АТРС - 5/0,5 кВт может работать в любом из радиоканалов 1,2 или 3 ТВ диапазонов, в то время как в станциях второго поколения это было невозможно.

На первых двух особенностях построения станций третьего поколения следует остановиться несколько подробнее. В станциях типа АТРС транзисторный тракт обеспечивает уровень мощности 20 Вт. В канале изображения усиление от уровня мощности 1Вт производится трёхкаскадным линейным усилителем, далее идут два каскада на тетродах. В канале звукового сопровождения имеется только один ламповый блок. Указанные особенности позволили резко сократить габариты всей станции. Значительно снижена и потребляемая от сети мощность, которая в режиме передачи уровня гашения не превышает 20 кВт при коэффициенте усиления по мощности не менее 0, 92.

1. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Согласно заданию проектируется передатчик телевизионного изображения пятого ТВ канала выходной мощностью 4 кВт.

Для повышения надёжности оборудования применяется постоянное нагруженное резервирование. При этом передатчик строится на двух одинаковых полукомплектах, мощности которых складываются с помощью мостовой схемы. Полукомплекты полностью автономны. При выходе из строя одного из них, обеспечивается обход моста сложения мощностей, и действующий полукомплект подключается к антенно - фидерному тракту. Выходной каскад каждого полукомплекта строится по квадратурной схеме, обеспечивающей подавление антенного эха, приводящего к искажениям типа дополнительных контуров на принимаемом изображении.

В настоящее время получила широкое применение модуляция на промежуточной частоте, осуществляемая с помощью кольцевых балансных модуляторов на низком уровне мощности. Модуляция на ПЧ позволяет получить более высокие качественные показатели, но применение её целесообразно лишь при установке в выходных каскадах усиления модулированных колебаний электровакуумных приборов с большим усилением мощности.

В качестве возбудителя в передатчике изображения используют кварцевые генераторы с частотой 40 - 100 МГц, с последующим умножением при необходимости. На выходе передатчика ставится специальный фильтр подавления гармоник, обеспечивающий их подавление до 60 дБ.

В состав телевизионной станции входят передатчик изображения и звукового сопровождения, которые работают на одну общую антенну, поэтому на выходе станции необходим разделительный фильтр, обеспечивающий независимую работу передатчиков.

1.1 Определение числа каскадов всего тракта

Так как передатчик состоит из двух полукомплектов, а общая мощность составляет 4 кВт, то выходную мощность лампы одного полукомплекта определим как:

Р_л = (Р_1max )/(2 ^. з_пер) ,

где: Р_1max - максимальная мощность, отдаваемая лампой;

з_пер - КПД передатчика;

Множитель 2 в знаменателе указывает на то, что передатчик состоит из двух полукомплектов.

Р_л = (Р_1max )/(2 ^. з_пер) = 2,5/(2 ^. 0,8) = 1,563 кВт

Зная, что каскад при однотактной схеме с общим катодом при крутизне характеристики S = 80 - 100 мА/В обеспечивает коэффициент усиления по мощности Кр = 25 - 30, определим мощность, которую необходимо подать на вход лампы, обеспечив её нормальную работу:

Р_вх = Р_л / К = 1563 / 30 = 52,1 Вт

Выходной усилитель возбудителя развивает мощность 20 - 25 Вт, следовательно необходимо включить ещё один каскад усиления на лампе, чтобы обеспечить нормальную работу усилителя. Таким образом, каждый полукомплект будет состоять из двух каскадов усиления на лампах. Мощность передатчика звукового сопровождения по ГОСТу должна составлять 1/10 или в 10 раз меньшую мощности передатчика изображения, поэтому в передатчике звукового сопровождения достаточно одного каскада усиления.

1.2 Выбор возбудителя

Возбудитель или базовый блок, состоит из нескольких субблоков:

блока формирования частот;

модулятора ПЧ;

блок видеокоррекции;

повышающих преобразователей изображения и звука;

линейных транзисторных усилителей;

источников питания;

Блок формирования частот вырабатывает три частоты: ПЧ канала изображения f_пчи = 35,75 МГц; частоту гетеродина, превышающую несущую частоту канала передачи на f_пчи, для заданного 5 канала f_г = 129 МГц; ПЧ канала звукового сопровождения f_пчз = 29,25 Мгц. Для получения устойчивой генерации используются два кварцевых генератора: один настроен на частоту f_пчи, а другой на частоту в интервале от 42 до 65 МГц.

Напряжение с выхода первого генератора поступает на усилитель, а затем на модулятор ПЧ канала изображения. Напряжение с выхода второго поступает на учетверитель частоты и через полосовой фильтр на два повышающих преобразователя изображения и звука.

1.3 Выбор типа усилительного элемента оконечного и предоконечного каскадов

Для обеспечения заданной мощности проектируемого передатчика, оконечный каскад выполним на лампе ГУ-73Б, а предоконечный изображения и оконечный звукового сопровождения на лампе ГУ-74Б.

Основные параметры ламп

ГУ-73Б:

Номинальная колебательная мощность, кВт……………………….2,5

Граничная частота, МГц……………………………………………….250

Максимальный ток анода в импульсном режиме, не более, А………...8

Максимальное напряжение анода, кВ…………………………………2,1

Максимальное напряжение экранирующей сетки, В………………...300

Крутизна характеристики, мА/В………………………………………110

Напряжение накала, В…………………………………………………...27

Ток накала, А……………………………………………………………4,6

Выходная ёмкость, пФ…………………………………………………..27

Входная ёмкость, пФ…………………………………………………...190

Проходная ёмкость, пФ…………………………………………………0,2

Допустимая мощность рассеяния на управляющей сетке, Вт…………5

Допустимая мощность рассеяния на аноде, кВт……………………...2,5

Допустимая мощность рассеяния на экранирующей сетке, Вт………35

ГУ-74Б:

Номинальная колебательная мощность, кВт………………………...0,55

Граничная частота, МГц………………………………………………...60

Максимальный ток анода в импульсном режиме, не более, А………2,4

Максимальное напряжение анода, кВ…………………………………0,9

Максимальное напряжение экранирующей сетки, В………………...250

Крутизна характеристики, мА/В………………………………………..40

Напряжение накала, В…………………………………………………12,6

Ток накала, А……………………………………………………………3,6

Выходная ёмкость, пФ…………………………………………………..11

Входная ёмкость, пФ…………………………………………………….51

Проходная ёмкость, пФ………………………………………………..0,09

Допустимая мощность рассеяния на управляющей сетке, Вт……….3,5

Допустимая мощность рассеяния на аноде, кВт……………………...0,6

Допустимая мощность рассеяния на экранирующей сетке, Вт………18

2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА

Канал изображения полукомплекта состоит из двух ламповых каскадов на лампах ГУ-74Б и ГУ-73Б, а также резонаторной системы формирования АЧХ, состоящей из коаксиальных конструкций. Канал звукового сопровождения полукомплекта содержит один ламповый каскад на ГУ-74Б, почти полностью аналогичный первому каскаду канала изображения. Каскады на ГУ-74Б выполнены по схеме с общим катодом. Входные цепи ввиду низкого входного сопротивления каскадов обладают достаточной широкополосностью и не влияют на суммарную АЧХ усилителя мощности.

Анодные контурные системы коаксиальной конструкции настроены на среднюю частоту канала передачи емкостными плунжерами L_а1 и L_а3. Настроечные элементы Э₁ и Э₃ служат для небольшой подстройки контура при смене лампы, а элементы Э_св обеспечивают связь с выходной нагрузочной цепью.

Каскад на ГУ-73Б выполнен по схеме с общей сеткой. Входная цепь, низкоомная для каскада с общей сеткой в точке Б, пересчитывается через отрезок кабеля длинной ?₁ в точке А в сопротивление, близкое к 75 Ом, что обеспечивает нормальную нагрузку контурной системы ГУ-74Б. Дроссель в катоде включён для пропускания катодного тока на корпус. В анодной цепи ГУ-73Б включена сложная контурная система, состоящая из анодного контура и дополнительных элементов. Анодный контур - коаксиальная конструкция, в которую вставлена лампа. Он настраивается на среднюю частоту канала передачи с помощью короткозамкнутого плунжера L_а2. Настроечный элемент Э₂ служит для небольшой подстройки контура при смене лампы. Элементом Э_св2 анодный контур связан с выходным жёстким фидером. На расстоянии ?₂ ~ л_ср/4 от анодного контура, настроенных на fиз - (3,5 - 4,5) МГц и fиз + (8 - 9) МГц с помощью выведенных наружу элементов настройки Э₄ и Э₅.

На указанных частотах резонансные контуры создают короткое замыкание по ВЧ, а на средней частоте канала они представляют собой цепь с высоким сопротивлением.

Входные сеточные устройства ламповых блоков компонуются в съёмных экранированных узлах на коаксиальных анодных конструкциях и снабжены электрической и механической блокировками.

Модулятор

Схема модулятора представляет собой балансный смеситель, собранный на диодах Д1 - Д4, подключённый к внешним цепям через согласующие ВЧ трансформаторы Тр1 (1:4) и Тр2 (4:1).

Модулятор является составной частью блока повышающего преобразователя, в состав которого, помимо балансного смесителя входят: входные цепи ПЧ и гетеродина; фильтр выделения полезного продукта преобразования Ф1; усилитель мощности до уровня 20 Вт на транзисторах Т5 - Т9. Входная цепь ПЧ включает в себя: регулятор уровня, ФНЧ из звеньев типа k, усилитель на Т1 и фильтр подавления гетеродинной частоты в цепи подачи ПЧ сигнала.

Кольцевой балансный смеситель собран на четырёх диодах 2А104А с включёнными последовательно резисторами, которые линеализируют характеристику и уменьшают влияние разброса параметров диодов. Фильтр Ф1 представляет собой пятизвенный частотно - симметричный ПФ с подавлением частоты 2f_пч не менее 20 дБ.

Выходной линейный транзисторный усилитель выполнен на транзисторах КТ930А и КТ930Б. Усилитель двухкаскадный с согласующими трансформаторами на входе (16:1), между каскадами (4:1) и на выходе (1:16). Транзисторы работают в режиме класса В, в базовых цепях включены платы термостабилизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте мы разработали структурную схему, принципиальную схему и произвели электрический расчёт передатчика телевизионного изображения 5 ТЛВ канала с выходной мощностью 4 кВт. Все рассчитанные параметры данного передатчика соответствуют нормам, установленным в задании на курсовой проект.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Иванов В. К. Оборудование радиотелевизионных передающих станций. - М.: ВЗЭИС, 1986.

Пирогов А. А. Телевизионные радиопередатчики. - М.: ВЗЭИС, 1968.

Шахгильдян В. В. Радиопередающие устройства. - М.: «Радио и связь», 1990.

Шахгильдян В. В. Проектирование радиопередающих устройств. - М.: «Радио и связь», 1984.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Возбудитель 1

к усилителям

1 и 2 полу-

комплектов

Вход к усилителям

ПЦТС

1 и 2 полу-

комплектов

к усилителям

1 и 2 полу-

комплектов

Рис.

Структурная схема возбудителя.

БВК - блок видеокоррекции

МПЧ - модулятор ПЧ

ППИ - повышающий преобразователь изображения

ЛТУ - линейный транзисторный усилитель

БФЧ - блок формирования частот

ППЗ - повышающий преобразователь звука

БВЛ - блок входных линий

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Усилители первого полукомплекта На АФУ

от ППИ

от ППЗ

от ППИ

от ППЗ

Рис.

Структурная схема передатчика.

УПО - усилитель предоконечный

УОК - усилитель оконечный

ФГ - фильтр гармоник

РФ - разделительный фильтр

УЗ - усилитель звука

МС - мост сложения

ППИ - повышающий преобразователь изображения

ППЗ - повышающий преобразователь звука