Разработка передатчика для радиовещания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Синхронным радиовещанием называют способ вещания, при котором несколько передатчиков работают на первой частоте и передают одинаковую программу. Синхронное вещание ведется главным образом в средневолновом диапазоне, где число передатчиков, работающих в одном частотном канале, достигает нескольких десятков. Этот вид вещания является наиболее эффективным способом многократного использования частотных каналов из-за возможности резкого снижения требуемого значения защитного отношения по высокой частоте и увеличения вследствие этого площади зоны обслуживания. В сетях синхронного радиовещания нецелесообразно использовать мощные передатчики, работающие на пространственной волне, так как это может привести к нарушению их работы при повышении уровня помех от мешающих станций или других источников. Значительно устойчивей работа при использовании передатчиков малой и средней мощности. Преимущество синхронных сетей состоит во взаимном резервировании работающих передатчиков (повышенная надежность работы). К недостаткам можно отнести наличие между станциями некоторой площади с неудовлетворительным приемом. Искажения возникают из-за интерференции полей соседних излучателей. В данной курсовой работе будет проведен расчет устройства для радиовещания в синхронных сетях.

1. Исходные данные

P1_тA = 10 кВт Номинальная мощность в антенне

F₁ = 0.75 МГц Нижняя частота

F₂ = 1.1 МГц Верхняя частота

W = 150 Ом Волновое сопротивление фидера

2. Разработка структурной схемы передатчика

По исходным данным задания известно, что передатчик должен работать в диапазоне частот от 0.75 МГц до 1.1 МГц, обеспечивать номинальную мощность в антенне 10 кВт при волновом сопротивлении фидера 150 Ом.

Найдем максимальную мощность в антенне

Задав КПД колебательной системы з_кс = 0.8, найдем максимальную мощность оконечного каскада

Так как генераторная лампа работает в режиме УМК, ее тип выбирается исходя из справочной мощности P1 = P_1max. Выбираем из справочника лампу ГУ-53Б.

Коэффициент усиления по мощности предоконечного каскада выбираем равным 50 для упрощения расчетов:

Зная КУ по мощности оконечного каскада и требуемую мощность определим необходимую мощность предвыходного каскада на сумматоре:

Рассчитаем мощность одного транзистора:

Исходя из требуемой мощности выбираем транзистор 2Т957А структуры n-p-n

Коэффициент усиления по мощности второго (транзисторного) каскада берется в пределах 10-30, выберем значение, равное 10:

Определим мощность, отдаваемую первым каскадом:

Для второго каскада из приложения «Г» выбираем транзистор 2Т922Б структуры n-p-n

Зададим коэффициент усиления по мощности первого каскада

Найдем мощность, потребляемую от возбудителя

3. Расчет лампового каскада в режиме УМК

Выходной каскад работает в режиме усиления модулированных колебаний (УМК). Он должен работать в недонапряженном режиме, поскольку в этом случае будут наименьшие нелинейные искажения.

Характеристики лампы ГУ-53Б

E_с0 = 100 В E_a = 12 кВ Р_1мах=50 кВт

S = 110 мА/В м_с2с1 = 7.9 E_с2 = 1.75 кВ

S_кр = 30 мА/В P_{a доп} = 50 кВт

D = 0.011 P_{с2 доп} = 1.8 кВт

Из приложения «Ж» выбираем коэффициенты разложения:

, , , ,

Расчет в пиковой точке СМХ

1. Коэффициент использования анодного напряжения:

2. Амплитуда колебательного анодного напряжения:

3. Амплитуда первой гармоники анодного тока:

4. Амплитуда импульса анодного тока:



5. Постоянная составляющая анодного тока:

6. Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:

7. Мощность, подводимая к анодной цепи генератора:

8. Мощность, рассеиваемая на аноде лампы:

9. КПД генератора анодной цепи:

10. Амплитуда напряжения возбуждения:

11. Напряжение смещения на управляющей сетке:

12. Минимальное (остаточное) напряжение на аноде лампы

13. Максимальное напряжение на управляющей сетке лампы:

14. Постоянная составляющая тока экранирующей сетки:

15. Угол отсечки импульса сеточного тока:

16. Мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке лампы:

Расчет в телефонной точке СМХ

1. Амплитуда анодного напряжения в телефонной точке:

2. Амплитуда импульса анодного тока:

3. Постоянная составляющая анодного тока в телефонной точке:

4. Мощность, подводимая к аноду лампы:

5. Полезная мощность в телефонной точке:

6. Мощность, рассеиваемая на аноде лампы в телефонной точке:

7. Амплитуда сеточного напряжения в телефонной точке:

8. Мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке лампы в телефонной точке:



9. КПД в телефонной точке:

Расчет колебательной системы

1. Затухание контура:

2. Волновое сопротивление фидера: W = 150 Ом

3. КБВ в фидере: КБВ = 0.8

4. Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки: R_a = 1050 Ом

5. Требуемая мощность в антенне: P1_aT = 10 кВт

6. Нижняя граница диапазона частот F₁ = 0.75 МГц

7. Верхняя граница диапазона частот: F₂ = 1.1 МГц

8. Число контуров колебательной системы: M = 2; т.к. P1_aT =10 кВт

9. Найдем выходную емкость антенного контура

₁=300/F1=300/0.75=400 м ₂=300/F2=300/1.1=272 м

_ср=(₁+₂)/2=(400+272)/2=336 м С_А=3*336=1008 пФ

10. Номер варианта (по журналу) №19

Расчет коэффициента нелинейных искажений

Исходные данные

1. Генераторная лампа: ГУ-53Б

2. Напряжение возбуждения: U_{c max} = 0.19 кВ

3. Амплитуда анодного напряжения: U_{a max} = 10.26 кВ

4. Напряжение смещения: E_c = - 0.232 кВ

5. Анодное напряжение E_a = 12 кВ

6. Напряжение на экранирующей сетке: E_c2 = 1.75 кВ

В результате расчета коэффициент гармоник не укладывается в норму, поэтому в схему вводим отрицательную обратную связь (ООС) глубиной 12 дБ. Результаты расчета на компьютере приведены на двух следующих страницах.

4. Расчет транзисторного каскада с коллекторной модуляцией

передатчик мощность модулированный транзисторный

Каскад предназначен для предварительного усиления ВЧ сигнала до мощности, необходимой для раскачки выходного каскада. Также в нем осуществляется амплитудная модуляция к коллекторной цепи. Каскад строится на основе четырех усилительных модулей с использованием моста сложения мощностей для обеспечения бесперебойной работы передатчика.

Основные коэффициенты

б₁(и) = 0.5 в₁(и) = 0.5 cos(и) = 0

б₀(и) = 0.318

Расчет коллекторной цепи в пиковой точке

1. Критический коэффициент использования коллекторного напряжения:

2. Амплитуда напряжения на коллекторе:

3. Пиковое напряжение на коллекторе:

4. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:

5. Амплитуда постоянной составляющей коллекторного тока:

6. Амплитуда импульса коллекторного тока:

7. Сопротивление коллекторной цепи:

8. Мощность, подводимая к коллекторной цепи генератора:

9. Мощность, рассеиваемая в транзисторе генератора:



10. КПД генератора по анодной цепи:

Расчет базовой цепи в пиковой точке

1. Амплитуда первой гармоники тока базы:

где

2. Балластный резистор в сети базы:

3. Постоянная составляющая тока базы:



4. Постоянная составляющая тока эмиттера:

5. Фиксированное напряжение смещения на базе для и = 90? должно быть равно E_б0 = 0.7 В (для кремниевых транзисторов)

6. Активная составляющая входного сопротивления транзистора:

7. Входная мощность:

8. Коэффициент усиления по мощности:

где K_pc - КУ, заданный при расчете структурной схемы

Расчет в телефонной точке

1. Амплитуда коллекторного напряжения в телефонной точке:

2. Амплитуда импульса коллекторного тока первой гармоники в телефонной точке:

3. Постоянная составляющая коллекторного тока в телефонной точке:

4. Мощность, подводимая к коллекторной цепи в телефонной точке:

5. Полезная мощность в телефонной точке:

6. Мощность, рассеиваемая на коллекторе в телефонной точке:

7. Напряжение на коллекторе в телефонной точке:

8. Постоянная составляющая тока базы в телефонной точке:

9. Амплитуда первой гармоники тока базы в телефонной точке:

10. КПД в телефонной точке:

5. Расчет промышленного КПД передатчика

1. Промышленный КПД радиопередатчика находится по формуле:

2. Промышленный КПД при УМК в зависимости от коэффициента модуляции m:

3. Подводимая мощность

 12*3/0.9=40кВт

4. Мощность, потребляемая транзисторами

=8* 14*0.18*/0.9=22.4 Вт

=0.125*1.5=0.18 А

5. Мощность потребляемая на накал:

=1*14*2.45/0.95=3.61 кВт

=1.75*0.615/0.95=1.13кВт

8. Суммарная мощность:

=1.38 кВт

Охлаждение УБС Возбудитель

9. Рассчитаем промышленный К.П.Д:

=(10*1.5)/(40.022+1.13+3.61+1.38)=0.32=32

Заключение

Целью курсового проекта являлся расчет трансляционного передатчика в соответствии с техническим заданием. Вещательные «всеволновые» передатчики находят широкое применение для приема программ звукового вещания. Рассчитав и проверив необходимые параметры, я убедился, что все результаты, полученные в данной работе, полностью соответствуют теории.

Библиография

1. Радиопередающие устройства. Под ред. Г.А. Зейтленка. - М.: Связь, 1969. - 514 с.

2. Радиопередающие устройства. Под ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Радио и связь, 2003. - 559 с.

3. Михеенко А.М. Проектирование радиопередающих устройств. Методические указания. - Новосибирск, 2004. - 39 с.

4. Конспект лекций по курсу «Радиопередающие устройства».

Размещено на Allbest.ru