Розробка структурної схеми передавача

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Розробка структурної схеми передавача

Розрахунок структурної схеми радіо-передавального пристрою починаємо з кінця (навантаження). Отже, по умові мені необхідно забезпечити в навантажені Ом стабільну потужність Вт. Як відомо радіопередавальний пристрій складається з збуджувача, вхідного каскаду підсилювачів, схем узгодження між каскадами, дільника потужності, суматора, джерела живлення, і вихідного каскаду підсилювачів. На даному етапі розробки, основною задачею є визначення кількості підсилювальних каскадів та відповідно найдоцільніший вибір активних елементів. У кожного з активних елементів структурної схеми є свій ККД, тобто на кожному із них виділяється корисна потужність і частина втрачається. Першим елементом від навантаження буде схема узгодження, яка здійснює узгодження опору вихідного каскаду з активним опором навантаження. Розрахуємо потужність вихідного каскаду із урахуванням падіння потужності на схемі узгодження взявши, що ККД схеми узгодження рівне .

Наступним елементом структурної схеми радіопередавача є вихідний каскад підсилення, який в свою чергу складається з подільника потужностей схеми узгодження і суматора. Знайдемо падіння потужностей на кожному елементі окремо. ККД суматора приймемо рівним

Оскільки суматор додає потужності на кожній із гілок підсилювальних каскадів, а підсилювальних каскадів в мене два, то потужність ділиться пропорційно між ними.

Намалюємо розраховану частину схеми:

Далі йдуть каскади підсилювачів. Активним елементом в каскаді підсилювача є транзистор, який я вибираю таким чином, щоб задовольнялись всі потрібні мені вимоги: 1) вихідна потужність повинна бути не менше ніж 34 Вт, 2) робоча частота 15 МГц, 3) забезпечувався лінійний режим роботи транзистора (в класі А), 4) максимально можливий КПД і коефіцієнт передачі. Наявні варіанти вибору транзисторів наведені в таблиці 1.1:

Таблиця 1.1

Із наявних варіантів вибору транзисторів я вибираю транзистор 2Т950Б так як, в нього з сто відсотковою вірогідністю забезпечується потрібна мені потужність, а також в нього достатньо велика ККД. Вибравши потрібні транзистори можна продовжити розрахунок. Оскільки коефіцієнт передачі у транзисторів 10…25 раз беремо середнє значення тобто раз тоді, знайдемо потужність яка буде то транзисторів.

Схема матиме вигляд:

Далі транзистори узгоджуються за допомогою схеми узгодження з дільником. Розрахуємо потужності, що втрачаються на схемах узгодження і дільнику:

Визначимо вхідну потужність на дільнику взявши ККД дільника рівним 0.85, оскільки у мене дві гілки, то помножмо на два потужність яка виділяється з одного плеча:

Розрахований вихідний каскад матиме вигляд:

Отже, вихідний каскад розрахований можна перейти до розрахунку попереднього каскаду. Структурна схема вхідного каскад складається з збуджувача, підсилювальних каскадів і схем узгодження між ними. Починаємо розрахунок вхідного каскаду з того, що розрахуємо яка потужність виділяється на схемі узгодження яка узгоджує вихідний опір вхідного каскаду з вхідним опором вихідного каскаду, приймаємо що ККД всіх схем узгодження рівні 0.7:

Виберемо активний елемент по аналогії з попереднім, який буде задовольняти такі самі вимоги, але розрахований на вихідну потужність . Можливі варіанти вибору наведені в таблиці 1.2:

Таблиця 1.2

Із наявних варіантів я вибрав транзистор 2Т965А так як, транзистор КТ902АМ не підходить по режиму роботи оскільки я працюю з ОМ модуляцією, то мені підходять тільки транзистори які працюють в лінійному режимі, а у транзистора 2Т955А гірший ККД ніж у 2Т965А. Також транзистор 2Т965А має найбільший коефіцієнт передачі 20 раз. Розрахуємо потужність яку споживає наш транзистор:

Схема матиме вигляд:

Далі ставимо схему узгодження між каскадами транзисторів і розраховуємо потужність яка на ній розсіюється.

Знову вибираємо активний елемент з тих же міркувань, що і попередні, але під нашу вихідну потужність. Наявні варіанти вибору наведені в таблиці 1.3:

Таблиця 1.3

Я обираю транзистор КТ630Д, оскільки він найбільш вірогідно забезпечить потрібну мені потужність. Розрахуємо яка потужність була до транзистора:

Між каскадами транзисторів ставимо схему узгодження, і розраховуємо потужність на її вході:

Після розрахунків схема матиме вигляд:

Далі обираємо активний елемент з таких самих міркувань як і попередні тільки для відповідної потужності. Оскільки потрібна мені потужність менше 0.3 Вт, то треба обирати малопотужні транзистори. В таких транзисторах лише четверта частина потужності яка виділяється на колекторі йде на корисні цілі, а все інше розсіюється, тому треба обирати транзистор потужність на колекторі яких в чотири рази більше вихідної потужності яку треба одержати. Отже якщо мені потрібно 0.1 Вт на виході, то я повинен обирати транзистори які дають потужність 0.4 Вт. Є декілька варіантів які мене задовольняють (приведені в таблиці 1.4):

Таблиця 1.4

Я обрав транзистор КТ605Б оскільки він найбільше задовольняє потрібні мені вимоги: 1) найбільш підходить по частоті, 2) розраховуючи напругу живлення на 12.6 В він буде видавати мені 0.4 Вт порахувавши практичне значення струму колектора бачимо що максимально можливе в нього тобто цей транзистор буде нормально працювати на 12.6 В. Взявши транзистор КТ601А бачимо, що в нього максимально можливий струм колектора тому цей транзистор краще не брати. Порахуємо потужність яка була до транзистора:

Ставимо між каскадами схему узгодження, і розраховуємо на ній розсіяну потужність:

Структурна схема матиме вигляд:

Для останнього (вхідного) каскаду, нас задовольняє транзистор КТ358А, данні якого наведені у таблиці 1.5.

Табл. 1.5

Оскільки цей транзистор, також живиться від напруги 20В, потрібно знову перевірити чи зможемо ми використовувати джерело 12.6 В:

Отже, даний транзистор, також задовольняє нас, розрахуємо останній каскад:

Дану потужність 3 мВт забезпечить наш збуджувач (автогенератор).

Отже, схема вхідного каскаду матиме вигляд:

Тоді можна зобразити структурну схему передавача:

2. Розробка технічних вимог до джерел живлення передавача та структурної схеми джерела живлення.

Оскільки заданий мені передавач є стаціонарний то він буде працювати від мережі 220 В. Попередні каскади розраховані на живлення 12.6 В, а вихідний на 28 В. Збуджувач буде живитися від напруги 5 В та струму 0.1 А.

Розрахуємо необхідні струми живлення для попередніх каскадів які живиться від напруги 28 В:

Розрахуємо необхідні струми живлення для вхідного каскаду який живиться від напруги 12.6 В:

Розрахуємо потужності джерел живлення:

Отже, сумарна потужність всіх джерел рівна:

Розрахувавши всі струми і потужності джерела живлення, можна зобразити його структурну схему:

142ЕН19 - прецизійний інтегральний стабілізатор напруги ДОН (В; Ом; мА; ТКН = 0,0003%/С);

Обрано мостовий інвертор.

транзистор підсилювач передавач каскад

Размещено на Allbest.ru