Разработка и расчёт радиопередающего устройства магистральной радиосвязи для передачи четырех телефонных сообщений

Разработать радиопередатчик  со следующими основными параметрами: 

Назначение передатчика        КВ передатчик магистральной связи  для передачи четырёх  телефонных сообщений

Вид модуляции                                                                                              ОМ

Рабочая частота, МГц                                                                                    15

Номинальная мощность передатчика, кВт                                                  20

Отклонение мощности от номинальной, %, не более                               ±20

Нестабильность  частоты, Гц, не более                                                        ±20

Неравномерность АЧХ, дБ, не более                                                           3

Неравномерности характеристики группового времени  запаздывания (фазовые сдвиги), мкс                                                                                   0,75

Линейные переходные искажения из канала в канал для  всей полосы частот канала, за исключением  полосы по 250 Гц с каждого края полосы, дБ, не более                                                                                                              -60

Линейные переходные искажения из канала в канал для  полосы по 250 Гц с каждого края полос  канала, дБ, не более                                                    -50

Коэффициент нелинейных комбинационных искажений, дБ, не более  -35

Сопротивление выходной нагрузки, Ом                                                      300

КБВ, не менее                                                                                                  0,5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Студент                                                                                         Донец А. К. 

Руководитель                                                                                Гладышева Н. Н. 

     РАСЧЕТ  СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА.

     Расчет  структурной схемы передатчика  начинают с выбора лампы в оконечном  каскаде, но при этом следует учитывать  построение структурных схем типовых  передатчиков.

     Усилительный  элемент выходного каскада передатчика  с коллекторной, анодной или анодно-экранной модуляцией выбирается на мощность

      .

     Расчет  ведем, исходя из равенства КПД резонансной  нагрузочной системы  = 0.8 (определил из мощности передатчика и диапазона излучаемых волн, приложение 15 Ф. С. Атаманцева).

      

     Передатчик  предпочтительнее строить однотактным с симметрирующим трансформатором на выходе.

     Определимся теперь с выбором генераторной лампы, исходя из рабочей частоты, равной 25 МГц. Выбираем генераторную лампу ГУ-61Б, включаем ее с общей сеткой для повышения устойчивости работы каскада. Определяем коэффициент усиления по мощности оконечного каскада (Приложение 12. Ф. С. Атаманцева):

      

     Тогда номинальная мощность усилительного  элемента предоконечной ступени усиления будет равна:

      

     В качестве ЭП выбираем лампу ГУ-43Б, ее номинальная мощность 13 кВт и крутизна S=45 мА/В. Недоиспользование лампы по мощности благоприятно сказывается на линейности усилительного тракта. Включение ГЛ с общим катодом позволяет увеличить коэффициент усиления по мощности и, следовательно уменьшить количество каскадов. Отсюда по приложению 12 определяем . Мощность (n-2)-го каскада будет равна:

      

     Для повышения надежности передатчика  и улучшения его массогабаритных  свойств все остальные каскады  выполним транзисторными. Следующий каскада выполним по двухтактной схеме на транзисторах КТ912А, специально предназначенных для работы в тракте усиления ОМ колебаний с мощностью 50 Вт. По таблице выбираем его коэффициент усиления . Мощность (n-3)-го каскада:

      

     Такую мощность обеспечит двухтактный  каскад на двух транзисторах КТ922А. Его  коэффициент усиления можно увеличить  примерно в 10 раз, так как рабочая частота передатчика ниже частоты тоже в 10 раз. Таким образом, , отсюда:

      

     Так как типовая мощность возбудителя  примерно 10 мВт, то коэффициент (n-4)-го каскада должен быть:

      

      В качестве первого  после возбудителя выбираем однотактный каскад на транзисторе КТ604А. Транзисторы во всех каскадах включены с ОЭ. При выборе возбудителя необходимо учитывать диапазон рабочих частот и требуемые классы излучения. Наиболее подходящим является возбудитель ВО-71. 

       

 

     РАСЧЕТ  ОКОНЕЧНОГО И ПРЕДОКОНЕЧНОГО КАСКАДОВ УСИЛЕНИЯ

1. Расчет оконечного каскада усиления с общей сеткой

 

     Приведем  параметры генераторного тетрода ГУ-61Б: 

     Ток накала         130 А

     Выходная  мощность       30 кВт

     Междуэлектродные  емкости:

         входная         320 пФ

         выходная        38 пФ

         проходная        1,4 пФ

     Долговечность        1000 ч

     Напряжение  накала       8,3 В

     Мощность, рассеиваемая анодом     20 кВт

     Мощность, рассеиваемая 1-й сеткой    300 Вт

     Мощность, рассеиваемая 2-й сеткой    700 Вт

     Максимальная  частота                                                          70 Мгц

     Питающие  напряжения: Е_а                                                        10 кВ

     Крутизна, S                                                                                 100 мА/В

     Крутизна  граничной линии, S_гр                                                80 мА/В

     Проницаемость, D                                                                      0.004

     Напряжение  запирания сетки, E^’_с                                             ≤-330 В 

                                               
Исходными данными для расчета являются:

• Р₁ = 25 кВт - заданное значение выходной мощности,
• f = 15 МГц–значение рабочей частоты.

     1.1 Расчёт анодной  цепи

     1.1.1 Рассчитаем граничное значение коэффициента использования анодного напряжения по формуле:

     

     Принимаем угол отсечки входного тока равным θ=80º, лишь немного меньшим 90°. Взято из рекомендаций для каскадов усиления на генераторных лампах. Тогда из таблицы коэффициентов косинусоидального импульса находим:

     α₁(80º)=0.47;

     α₀(80º)=0.29;

     cos(80°)=0.174. 

     

     1.1.2 Амплитуда колебательного напряжения на аноде лампы для граничного режима составит:

     

     1.1.3 Рассчитаем амплитуду первой гармоники анодного тока

     

     1.1.4 Определим постоянную составляющую анодного тока:

     

     1.1.5 Мощность, потребляемая от источника питания анодной цепи:

     

     1.1.6 Мощность рассеивания на аноде составляет:

     

      .

     Расчетная мощность рассеивания на аноде примерно на 70% меньше допустимой, продолжаем расчет.

     1.1.7 Коэффициент полезного действия анодной цепи:

     

     1.2 Расчет цепи  управляющей сетки

     1.2.1 Напряжение возбуждения определим по формуле:

     

     где S и D берем из справочных данных лампы.

2. Напряжение смещения составит:

     

      (В)

3. По характеристикам лампы определим фактическое значение импульса входного тока при напряжениях:

     

     

     

     Расхождение между фактическим и расчетным  значениями примерно 10%, что вполне соответствует методике расчета. Можно  продолжать расчет.

4. Определим амплитуду импульсов тока управляющей сетки:

     1.2.5 Постоянная составляющая тока  управляющей сетки равна:

 

 

     1.2.6 Амплитуда первой гармоники тока  управляющей сетки составит

        

 

     1.2.7 Определим угол отсечки тока управляющей сетки

     

     Откуда  и по таблице коэффициентов косинусоидального импульса определим

     

     

8. Определим мощность, потребляемую цепью управляющей  сетки от возбудителя:

     

     1.2.9 Мощность, выделяемая в источнике  смещения, составит:

           

     1.2.10 Мощность, рассеиваемая на управляющей сетке, составит:

     

       Вт

     

     _{Результат расчета является приемлемым.}

     1.2.11 выходное сопротивление ОК:

     

       Ом. 

     1.2.12Расчет цепи экранирующей сетки

      

      

     Постоянная  составляющая тока экранирующей сетки:

      

      

     Мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке:

      Вт

<