Оконечный каскад однополосного связного передатчика (стр. 2 из 2)
Ом3. Найдем входное сопротивление:
1.4 Расчет согласующей цепи оконечной ступени с антенной
Согласующая цепь должна включать в себя:
· фильтр нижних частот, обеспечивающий затухание 40 дБ на частоте равной 2∙fн, и 0дБ на частоте fв, тогда будет обеспечено заданное подавление внеполосных излучений на всем рабочем диапазоне. Входное и выходное сопротивления равны Rк=35,48 Ом.
· перестраиваемый трансформатор сопротивлений, обеспечивающий преобразование выходного сопротивления оконечного усилительного каскада к активному сопротивлению антенны.
· перестраиваемое устройство, компенсирующее реактивную составляющую входного сопротивления антенны.
Фильтр нижних частот, удовлетворяющий выше указанным условиям, выбираем при помощи программы RFSim и трансформатор сопротивлений.
Т.к. реактивная составляющая входного сопротивления антенны меньше нуля, то антенну можно представить в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора. Для компенсации реактивной составляющей входного сопротивления антенны, последовательно с антенной необходимо поставить катушку индуктивности такого же сопротивления (L=Xc/2πf). Соответственно, эта катушка должна быть перестраиваемой в пределах от 292/(2∙3,14∙1,8∙106)=2,58∙10-5 Гн до 89/(2∙3,14∙3∙106)=4,72∙10-6 Гн.
1.5 Конструктивный расчет параметров катушек
Порядок расчета.
1. Задаются отношением длины намотки катушки l к ее диаметру D (для катушек диаметром до 50 мм обычно берут l/D=0.5…0.8, а для больших катушек мощных каскадов l/D=1…2).
2. Диаметр провода катушки выбираем исходя из соображений ее допустимого нагрева:
где d – диаметр провода, [мм];
I – радиочастотный ток, [А];
ΔT – разность температур провода и окружающей среды, [К] (для катушек ГВВ принимают ΔT=40…50 К);
f – частота тока, [МГц].
3. Выбирается шаг намотки (теоретические исследования и практика проектирования рекомендуют g=(1.3…1.5) d).
4. Число витков спирали катушки
,где Lрасч – расчетное значение индуктивности, [Гн];
D – диаметр катушки, [мм];
F (l/D) – коэффициент формы катушки
Расчет.
Ток протекающий в катушке индуктивности Lбл1 это ток Iб0=0,014А, ток протекающий в катушке индуктивности Lбл2 это ток Iк0=0,443А, ток протекающий в катушках индуктивности фильтра, трансформатора сопротивлений и компенсирующей катушки будет не больше
.Соответственно, диаметры проводов катушек будут: 7,42 мкм; 0,235 мм 0,26 мм.
Расчет.
Блокировочные.
Катушка Lбл1=5 мГн; d=0,01 мм; Iб0=0,014А;
Внешний диаметр – 20,02 мм.
Внутренний диаметр – 20,01 мм.
Шаг между витками – 0,01 мм.
Длина катушки – 3,88 мм.
Длина провода – 24,39 м.
Количество слоев – 1.
Количество витков – 388.
Количество витков в слое – 388.
Количество витков в слое – 87.
Индуктивность – 4,993463 мГн.
Катушка Lбл2=5 мГн; d=0,25 мм; Iк0=0,443А;
Внешний диаметр – 23,5 мм
Внутренний диаметр – 21,75 мм
Шаг между витками – 1,75 мм
Длина катушки – 21,89 мм
Длина провода – 41,89 м
Количество слоев – 7
Количество витков – 613
Количество витков в слое – 87
Индуктивность – 5,002767 мГн.
Фильтр.
Катушка L1=0,491 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 1,5 мм
Длина провода – 0,16 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 5
Количество витков в слое – 5
Индуктивность – 0,000441 мГн
Катушка L2=2,29 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 4,2 мм
Длина провода – 0,45 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 14
Количество витков в слое – 14
Индуктивность – 0,00228 мГн
Катушка L3=3,48 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 5,7 мм
Длина провода – 0,61 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 19
Количество витков в слое – 19
Индуктивность – 0,00354 мГн
Катушка L4=3,73 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 6 мм
Длина провода – 0,65 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 20
Количество витков в слое – 20
Индуктивность – 0,0038 мГн
Катушка L5=2,99 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 5,1 мм
Длина провода – 0,55 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 17
Количество витков в слое – 17
Индуктивность – 0,00303 мГн
Катушка L6=1,44 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 3 мм
Длина провода – 0,32 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 10
Количество витков в слое – 10
Индуктивность – 0,00137 мГн
Трансформатор сопротивления(минимальное).
Катушка Lтр=0,935 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 2,4 мм
Длина провода – 0,26 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 8
Количество витков в слое – 8
Индуктивность – 0,000963 мГн
Компенсирующая катушка индуктивности.
Катушка L6=4,72 мкГн; d=0,3 мм; Iб0=0,491А;
Внешний диаметр – 10,6 мм
Внутренний диаметр – 10,3 мм
Шаг между витками – 0,3 мм
Длина катушки – 6,9 мм
Длина провода – 0,74 м
Количество слоев – 1
Количество витков – 23
Количество витков в слое – 23
Индуктивность – 0,00460 мГн
Lбл1, Lдл2 – фильтрует ВЧ составляющую в цепи питания, 2πfLдл2, 2πfLдл1>>Rкэ,
Lбл1= Lбл2=5мГн,
L1-L6, С1-С6 – фильтр нижних частот;
Lтр, Стр –трансформатор сопротивлений;
Lком – компенсирующая катушка индуктивности;
Ср1, Ср2 – развязывают каскады по постоянному току, 1/(2πfCбл1)<<Rкэ, Cбл1=Сбл2=0,1 мкФ.
Rкэ и Rд – устанавливают напряжение смещения на эмиттерном переходе, Rкэ=269Ом, Rд=8 Ом.
Rсм и Сcм – цепь автосмещения, Rсм=2,8 Ом, Ссм=8,8 мкФ.
L1, L2, C1, C2 – трансформатор сопротивления и фильтр, отфильтровывающий высшие гармоники. С1=6,479 нФ, С2=23,92 нФ, L1=4,83 мкГн, L2=1,308 мкГн.
VT – транзистор, ответственный за управляемый перенос мощности источника питания в нагрузку.
Заключение
В результате выполнения данного курсового проекта был произведен расчет оконечного каскада передатчика и цепи согласования с антенной удовлетворяющий техническому заданию. Составлена структурная схема РПУ, соответствующая принципиальной схеме. Принципиальная схема приведена в приложении. Проведено пояснение назначения всех элементов схемы. Таким образом, задание и цели курсового проекта можно считать выполненными.