Расчет радиопередатчика с ЧМ модуляцией (стр. 5 из 5)
Qн = ρ / (r0 +rвн ) = 300 / ( 1 + 4.12) = 58.6.
Найдем коэффициент фильтрации П – контура
ф = Qн ∙( n2 –1 ) ∙ n = 58.6 ∙ ( 22 – 1) ∙2 = 351.6,
где n =2 для однотактной схемы усилителя.
Определим к.п.д. (ориентировочный) нагрузочной системы
ηк = rвн / (rвн + r0) = 4.12 / ( 1 + 4.12) = 0.8.
4.2 Конструктивный расчет элементов нагрузочной системы
В процессе конструктивного расчета нагрузочной системы необходимо выбрать номинальные значения стандартных деталей (С0, С1, С2 ), входящих в контур, и определить конструктивные размеры контурной катушки L0.
При выборе номинального значения конденсатора С1 необходимо учитывать, что параллельно ему подключена выходная емкость транзистора усилителя мощности.
Для настройки контура в резонанс и обеспечения оптимальной связи с нагрузкой в состав емкостей С0 и С2 целесообразно включить подстроечные конденсаторы. При включении в цепь подстроечных конденсаторов схема контура примет вид изображенный на рисунке 10.
Рис. 10.
Номинальные значения элементов входящих в контур:
С0 = 22 пФ; С2 =360 пФ.
Учитывая, что выходная емкость транзистора Ск = 150 пФ емкость С1 определится так С1 = 573 – 150 = 423 пФ, номинальное значение равно 430 пФ.
Произведем расчет контурной катушки:
Зададим отношение длины намотки катушки ( l ) к диаметру намотки ( D )
v = l / D = (0.5…2) = 1.25.
Определим площадь продольного сечения катушки S = l ∙ D по формуле
S = P1 ∙ ηк / Ks = 36.8 ∙ 0.8 / 0.5 = 58.9 см2,
где Ks = (0,1 – 1) – удельная тепловая нагрузка на 1 см2 сечения катушки, [Вт/см2].
Определим длину l и диаметр D катушки
см; 
= 6.86 см.Рассчитаем число витков контурной катушки
= 6.86 ≈ 7,где L0 – индуктивность катушки в мкГн.
Определим диаметр провода катушки d (мм)
Iк = Uk1 ∙2 ∙ π ∙ f ∙ C1 = 18.4 ∙2 ∙ π ∙25 ∙ 106 ∙ 430 ∙ 10-12 = 1.2 A;
d ≥ 0.18 ∙ Iк ∙
= 0.18 ∙ 1.2 ∙ 
= 0.48 мм ≈ 1 мм,где Uk1 – амплитуда импульсов коллекторного напряжения; Iк – амплитуда контурного тока в амперах, f – рабочая частота в МГц.
Найдем собственное сопротивление потерь контурной катушки на рабочей частоте
r0 =
1.25 Ом,где f – рабочая частота, МГц; d – диаметр провода, мм; D – диаметр катушки, мм.
Определим к.п.д. контура
ηк = rвн / ( r0 + rвн ) = 4.12 / (1.25 + 4.12 ) = 0.77.
В результате проектирования и расчетов отдельных блоков получились следующие результаты:
Кварцевый генератор построен по схеме емкостной трехточки и обеспечивает стабильность частоты порядка 10-6. Имеет выходную мощность 0.134 мВт и к.п.д. 0.14 %.
Усилитель мощности построен по схеме с общим эмиттером, имеет выходную мощность 36.8 Вт, к.п.д. равен 72 %.
Выходная согласующая цепь построена в виде П-образного контура с к.п.д. 77% и коэффициентом фильтрации 351.6.
Также в результате проектирования предъявлены требования к нерассчитанным блокам.
Проделанная работа закрепила полученные на лекциях знания в области проектирования и анализа работы радиопередающих устройств.
1. Терещук Р. М., Фукс Л. Б. Малогабаритная радиоаппаратура: Справочник радиолюбителя – Киев: Наукова думка. – 1967
2. Лаповок Я. С. Я строю КВ радиостанцию. – 2-е изд., прераб. И доп. – М.: Патриот, 1992.
3. Шахгильдян В.В. и др., Радиопередающие устройства: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Радио и связь, - 1996.
4. Петров Б. Е., Романюк В. А., Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.: Учебное пособие для радиотехн. Спец. Вузов. – М.: Высшая школа – 1989.
5.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Параметры транзистора КТ 315Б
Обратный ток коллектора при UКБ = 10 В 1 мкА;
Обратный ток эмиттера при UЭБ = 5 В 30 мкА;
Выходное сопротивление h11Б 40 Ом;
Коэффициент передачи тока h21Э 50…350;
Выходная полная проводимость h22Б 0.3 мкСм;
Режим измерения h- параметров:
напряжение коллектора UК 10 В,
ток коллектора IК 1 мА;
Граничная частота коэффициента передачи fгр 250 МГц;
Емкость коллекторного перехода СК 7 пФ;
Постоянная времени цепи обратной связи τК 300 пс;
Максимально допустимые параметры
постоянное напряжение коллектор – эмиттер UКЭ MAX 15 В;
постоянный ток коллектора IК 100 мА;
рассеиваемая мощность без теплоотвода РMAX 150 мВт;
Диапазон рабочих температур +100…-55˚С.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Параметры транзистора КТ 927Б
Обратный ток эмиттера при Uк = 3.5В 0.1 мА;
Напряжение насыщения коллектор – эмиттер при Iк = 10 А 0.5 В;
Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте 5;
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ 30;
Емкость эмиттерного перехода 2300 пФ;
Емкость коллекторногоперехода 150 пФ;
Максимально допустимые параметры
постоянный ток коллектора 10 А;
импульсный ток коллектора 30 А;
постоянное напряжение эмиттер – база 3.5 В;
постоянное напряжение коллектор – база 70 В;
постоянное напряжение коллектор – эмиттер 70 В;
рассеиваемая мощность коллектора 83.3 Вт;
Диапазон рабочих температур -60…+100˚С.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Схема электрическая принципиальная задающего генератора.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Схема электрическая принципиальная усилителя мощности.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Спецификация к принципиальной схеме задающего генератора
| Поз. Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| C1, C3 C2 R1 R2 R3 VT1 ZQ1 L1 | Конденсаторы КМ-6 - М75 – 2 нФ ±5% КМ-6 - М75 – 220 нФ ±5% Резисторы МЛТ - 0,125 – 5,6 кОм ± 10% МЛТ - 0,125 – 12 кОм ± 10% МЛТ - 0,125 – 430 Ом ± 10% Транзистор КТ315Б Кварцевый резонатор на частоту 3125 кГц Катушки индуктивности 28 мкГн | 2 1 1 1 1 1 1 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Спецификация к принципиальной схеме усилителя мощности
| Поз. Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| C1, C2 C3 С4 С5 С6 R1 R2 VT1 L1 L2 L3 | Конденсаторы Рассчитываются во входной согласующей цепи К73-11 – 10 мкФ ± 10% КТ – Н70 - 430 пФ ± 10% КТ – Н70 - 22 пФ ± 10% КТ – Н70 - 360 пФ ± 10% Резисторы МЛТ - 0,5 – 280 Ом ± 10% МЛТ - 0,5 – 15 Ом ± 10% Транзистор КТ927Б Катушки индуктивности Рассчитывается во входной цепи 10 мкГн 2 мкГн | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |