Проектирование передающего тракта радиостанции с угловой модуляцией морской подвижной службы ГОСТ 22580-84

Указанная схема может обеспечить девиацию фазы в пределах 50…60° с малым уровнем паразитной амплитудной модуляции и хорошей линейностью.С учетом рекомендаций [2] рассчитаем элементы схемы активного фазового модулятора. На рис. 2 приведена модифицированная схема рассматриваемого модулятора, в которой обеспечивается развязка колебательного контура и усилителя по постоянному току, что способствует дополнительному уменьшению нелинейных искажений сигнала.Исходные данные для расчета:f0=159 МГц– центральная частота передатчика;Δf=62,5кгЦ– девиация частоты;Fmin=300 Гц– минимальная модулирующая частота;Ny=3– коэффициент умножения частоты (при условии, что умножитель частоты включен в схему приемника после модулятора);Eпит=24 В– напряжение питания схемы.Ниже приведен примерный порядок расчета фазового модулятора.Требуемое отклонение фазы, обеспечиваемое передатчиком:Относительная расстройка колебательного контура равнагде QH – нагруженная добротность контура, которая в данном случае составляет, ориентировочно, 10…20.Рис. 1. Активный фазовый модулятор мостового типа (упрощенная схема)Относительная девиация частоты:Поскольку включение варикапа в контур полное, то следует использовать варикап со сверхрезким переходом (γ=0,5…1). В этом случае зависимость отклонения частоты от модулирующего напряжения линеаризуется, т.е. коэффициент управлениягде dCVD1 – изменение емкости варикапа, вызванное изменением dUVD1 напряжения на нем.Относительная квазипиковая амплитуда напряжения на варикапе Собственная частота резонанса контураЗадаемся значением характеристического сопротивления ρКконтура в пределах 50…150 и вычисляем суммарную емкость колебательного контураРис. 2. Активный фазовый модулятор с развязкой колебательногоконтура и усилителя по постоянному токуИз таблицы выбираем варикап со сверхрезким переходомКВ104Е, а также подбираем емкости конденсаторов C2 и C3 таким образом, чтобы выполнялись условия:Тип варикапаЁмкость при ,пФ, ВКоэффициент перекрытия, КпМаксимальное обратное напряжение, ВДобротность,Qf, МГцКВ104Е95…145 43,58010050КВ112А12…1833,02520050КВ117А26…39362518050КВ106А20…50451204050КВ109А8…16452516050КВ110Б14…2142,545300502В12424…2935,528200502В1258…12341415050где СВТ – емкость варикапа при заданном запирающем напряжении ЕВТ.Определяем сопротивление резистора R5Величина индуктивности контура равнаОпределяем амплитуду модулирующего напряжения на варикапегде φР=0,6 В – контактная разность потенциалов.Выбираем сопротивление резистора R8 равным, порядка, 47…68 кОм и рассчитываем ток через данный резисторСопротивление резистора R7равноИз выбираем биполярный транзистор КТ3107А, параметры которого удовлетворяют условиям:Задаваясь величиной тока коллектора IK=5…7 мА, определяем ток базыНапряжение на коллекторе транзистора при расчете по постоянному току должно составлять, ориентировочно, UK=EПИТ-EBT, а напряжение на эмиттере UЭ=EBT, при выполнении условия что , где – напряжение насыщения. В таком случае, сопротивление резисторов R3 и R4Задаем ток делителя Iд=10*IБ и рассчитываем сопротивления R2 и R1где UБЭ=0,8 В – падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора в выбранной рабочей точке.Выбираем номиналы оставшихся элементов схемы модулятора. Сопротивление резистора утечки R6 должно составлять около 100…120 кОм. Емкости разделительных конденсаторов С1 и С5 выбираются исходя из диапазона рабочих частот генератора. К примеру, для частот 10…60 МГц указанные емкости должны иметь реактивное сопротивление не более:;Условиям удовлетворяет,Условиям удовлетворяетгде RВХ– входное сопротивление модулятора, определяемое параллельным соединением резисторов R1, R2 и сопротивлением току базы транзистора VT1:,RЭ – общее сопротивление внешних элементов на рабочей частоте модулятора f0/NУ, подключенных к эмиттеру;RН – входное сопротивление нагрузки модулятора.Блокировочную по высокой частоте катушку индуктивности L1 можно задать равной 50…100 мкГн. Значения элементов При построении электрической принципиальной схемы (приложение 2)выбор из стандартного ряда значений Е24 (ГОСТ 28884-90)Основным побочным эффектом при фазовой модуляции является наличие паразитной амплитудной модуляции, которая в данном случае составляет, где QBT – добротность варикапа при заданном запирающем напряжении на нем. Исходя из современных требований к используемым в составе радиостанций фазовым модуляторам, коэффициент mПАМ не должен превышать 1 – 2%.Расчет намоточных данных L2Число витков катушки W можно определить по формуле:,где LК – индуктивность, мкГн.l – длина намотки.D – диаметр намотки.Примем D = 0,5 см, l=1 смОкруглим до ближайшего целого WL = 9 витков.Диаметр d провода катушки (мм) рассчитываем по формуле [4],где – амплитуда контурного тока в амперах, равная ;f – рабочая частота, МГц.Так как ток через катушку незначительный примем диаметр провода 0,1 ммОпределим собственное сопротивление потерь контурной катушки на рабочей частоте:,где f – рабочая частота, 159 МГц;d – диаметр провода, 0.1 мм;D – диаметр катушки, 5 мм.Основные электрические параметры КТ3107ПаpаметpыОбозначениеЕд.изм.Режимы измеpенияMinMaxОбратный ток коллектора Iкбо нА Uкб = 20B, Iэ = 0100Обратный ток эмиттера IэбoмкАUэб = 5B, Iк = 0100Статический коэффициент передачи тока h21эUкб = 5B, Iэ = 2мA 70 800Напряжение насыщения коллектор - эмиттер Uкэ(нас) ВIк = 10мА, Iб = 0,5мA0,2Напряжение насыщения база - эмиттер Uбэ(нас)В Iк = 10мА, Iб = 0,5мA 0,8Емкость коллекторного перехода Cк пФUкб = 10B, Iэ = 0, f = 10MГц7,0Граничная частота коэффициента передачи тока fгрMГц Uкб = 5B, Iк = 10 мA 250Коэффициент шума Кш дБUкэ = 3B, Iк = 0,2мA, f = 1МГц, Rг = 3кОм4-10Значения предельно допустимых электрических режимов эксплуатации КТ3107Параметры Обозначение Ед. изм. ЗначениеНапряжение коллектор - база Uкб max В 25-50Напряжение коллектоp - эмиттеp Uкэr max В 20-45Напряжение эмиттер - база Uэб max В 5Постоянный ток коллектора Iк max мА 100Рассеиваемая мощность коллектора Pк max мВт 300Температура перехода Tj °C 150Классификация КТ3107Наименование Прототип Uкб max, В Uкэ max, В h21e Кш, дБКТ3107А 50 45 70-140 10КТ3107Б BC307A 50 45 120-220 10КТ3107В 30 25 70-140 10КТ3107Г BC308A 30 25 120-220 10КТ3107Д BC308B 30 25 180-460 10КТ3107Е 25 20 120-220 4КТ3107Ж BC309B 25 20 180-460 4КТ3107И BC307B 5045 180-460 10КТ3107К BC308C 30 25 380-800 10КТ3102Л BC309C 25 20 380-800 4ЗаключениеДанный курсовой проект по дисциплине «Устройства генерирования и формирования сигналов» выполнен с целью проектирования передающего устройства морской подвижной службы, работающего в диапазоне частот 156…162 МГц, обеспечивающег 40 каналов радиосвязи при разносе частот 25 кГц между соседними каналами. Мощность передатчика 25 Вт.В ходе выполнения проекта провел анализ радиостанций, предназначенных для обеспечения передачи и приёма телефонных сообщений и данных на каналах морской подвижной службы, на основе одной из которых была разработана структурная схема данного передатчика. Разработана структурная схема передатчика РПДУ.Особенностями спроектированного передающего устройства являются:полоса частот модулирующего сигнала, Гц300…2700;разнос частот между соседними каналами, кГц25;относительная нестабильность рабочей частоты10…30;напряжение источника питания, В24;Режим работы передатчикаG — фазовая модуляция3 — один канал с аналоговой информацией.Е — телефония.Также был рассчитан активный фазовый модулятор мостового типа. Который обеспечивает заданные параметры передающего устройства.Список литературыПроектирование радиопередатчиков: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В. В. Шахгильдяна. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 2000. – 656 с.Расчет и проектирование транзисторных передатчиков :учебное пособие / П. Г. Тамаров.– Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 76 с.Панасюк А.Г. Технология формирования сигналов Курс лекций.:Учебное пособие для сред. спец. заведений. - Краснодар, ККЭП. - 196 с.Бордус А. Д., Ильин А. Г., Казанцев Г. Д., Пороховниченко А. М. Устройства формирования сигналов: Учебное методическое пособие. – Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2002. – 141 с.http://seaman-sea.ru/gmdss/383-morskay-podvizhnay-sluzhba.htmlПриложенияКоэффициенты разложения косинусоидального импульсаθ0cos θα0 (θ)α 1 (θ)α 2 (θ)γ0 (θ)γ 1 (θ)g1 (θ)01,00,00,00,00,00,02,00300,8660,1110,2150,1980,0150,0291,94350,8190,1290,2480,2210,0230,0451,92400,7660,1470,2800,2410,0340,0661,90450,7070,1650,3110,2560,0480,0911,88500,6430,1830,3390,2670,0650,1211,85600,5000,2180,3910,2760,1090,1961,80700,3420,2530,4360,2670,1660,2881,73800,1740,2860,4720,2450,2360,3901,65900,00,3190,5000,2120,3190,5001,57100-0,1740,3500,5200,1720,4110,6111,49110-0,3420,3790,5310,1310,5090,7131,40120-0,5000,4060,5360,0920,6090,8051,32150-0,8660,4720,5200,0140,8810,9711,10180-1,00,5000,5000,01,01,01,0Схема структурнаяСхема электрическая принципиальная выходного усилителямощности