Составление структурной схемы передатчика

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проектирования является:

-  закрепление и обобщение знаний по курсу РПУ;

- приобретение навыков использования теоретических знаний в инженерной практике;

- развитие навыков самостоятельного выполнения инженерно-технических расчетов; оформления отчетной документации и графического материала; умения пользоваться специальной и справочной литературой.

 

Однополосная модуляция

 

Однополосная модуляция (амплитудная модуляция с одной боковой полосой, англ. single-sideband modulation, SSB) — разновидность амплитудной модуляции, широко применяемая в аппаратуре каналообразования для эффективного использования спектра канала и мощности передающей радиоаппаратуры. Однополосная амплитудная модуляция была изобретена в 1915 году Джоном Реншоу Карсоном.

В радиосигнале с АМ 70 % мощности передатчика расходуется на излучение сигнала несущей частоты, который не содержит никакой информации о модулирующем сигнале. Остальные 30 % делятся поровну между двумя боковыми частотными полосами, которые представляют собой точное зеркальное отображение друг друга. Таким образом, без всякого ущерба для передаваемой информации можно исключить из спектра сигнала несущую и одну из боковых полос, и расходовать всю мощность передатчика для излучения только информативного сигнала.

В детекторе приёмника для декодирования однополосного сигнала приходится восстанавливать несущую, то есть смешивать однополосный сигнал и частоту специального гетеродина. Гетеродин — маломощный генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот сигнала в супергетеродинных радиоприёмниках, приёмниках прямого преобразования, волномерах и пр. Изначально гетеродином называли радиоприёмник, в котором имелся дополнительный генератор высокой частоты, настроенный на частоту, близкую к частоте принимаемого сигнала, что повышало чувствительность радиоприёмника. В дальнейшем, после изобретения супергетеродина, гетеродином стали называть этот генератор.

В супергетеродине для этого ставится отдельный гетеродин, работающий на частоте, равной последней ПЧ; в приёмнике прямого преобразования несущую восстанавливает единственный гетеродин приёмника; приёмники прямого усиления для приема ОМ, вообще говоря, непригодны.

Сигнал с однополосной модуляцией занимает в радиоэфире полосу частот вдвое уже, чем амплитудно-модулированный, что позволяет более эффективно использовать частотный ресурс и повысить дальность связи. Кроме того, когда на близких частотах работают несколько станций с ОМ, они не создают друг другу помех в виде биений, что происходит при применении амплитудной модуляции с неподавленной несущей частотой.

Недостатком метода являются относительная сложность аппаратуры и повышенные требования к частотной точности и стабильности.

Для формирования сигнала ОМ используются различные методы:

1) Фильтровый (наиболее распространенный): на выходе смесителя ставится высокодобротный полосовой фильтр с шириной полосы пропускания, равной одной боковой полосе. С этой целью применяются, например, лестничные фильтры на кварцевых резонаторах или электромеханические фильтры.

2) Фазоинверсионный (фазокомпенсационный): одна из боковых полос инвертируется по фазе и складывается сама с собой (компенсируется). Несущая при этом подавляется фильтром или балансным модулятором.

Усилительного тракт передатчика должен удовлетворять следу­ющим основным требованиям:
— мощность в антенне на любой частоте диапазона и при ра­боте на различные типы антенн должна быть не менее тре­буемой

— мощность в антенне должна обеспечиваться при возможно
большем КПД = Ра/Рпер.

— выходной каскад должен обеспечивать высокую фильтрацию
побочных колебаний и, прежде всего, колебаний на гармо­никах основной частоты.

Помимо указанных основных требований к выходному каскаду предъявляются и другие:

— высокая надежность и устойчивость работы в заданных ус­ловиях эксплуатации

— простота схемы

— минимальное время настройки каскада и др.

 

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

Задание на курсовую работу включает в себя:

 - Расчетно-пояснительную записку (РПЗ), оформленную на листах формата А4 в соответствии с СТП НЭИС 01.03.86. РПЗ включает: введение; задание на стандартном бланке; структурную схему передатчика и ее обоснование; расчет режима трех последних ступеней тракта высокой частоты (ВЧ); схемы и электрические расчеты колебательной системы и цепей межкаскадной связи; расчет амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) передатчика; выбор возбудителя, источников электропитания и схемы энергоснабжения; расчет надежности передатчика; спецификацию к принципиальной схеме. В РПЗ не должно быть текстовых материалов, заимствованных из учебников и технической литературы. Достаточно привести ссылки на соответствующие первоисточники.

В проекте следует широко использовать иллюстративный материал (таблицы, графики, схемы, листинги выходных данных ПЭВМ и т.п.)

 

PA=5 кВт

f1= 8 МГц

f1= 18 МГц

     Wф = 200 Ом

 

 

 

СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА

 

Разработка структурной схемы включает следующие операции:

1) Определение числа ступеней (каскадов) передатчика, мощности каждого из них, а также характера и режима работы (усиление модулированных колебаний, анодная, анодно-экранная, коллекторная, стоковая модуляция и т.п.). При этом следует иметь в виду, что в задании на проектирование радиовещательного передатчика указана мощность в антенне для режима несущей, а у передатчика для целей радиосвязи – максимальная (пиковая) мощность.

2) Выбор типа и количества активных элементов (ламп, транзисторов) для каждой ступени передатчика в соответствии с приближенным значением их мощности и номинальной (паспортной) мощности электронных приборов.

3) Выбор возбудителя. Осуществляется, исходя из заданного диапазона рабочих частот и требований к стабильности несущей частоты.

4)Выбор основных параметров источников электропитания (напряжение, тип выпрямителя).

5) Изображение структурной схемы, в которой каждый каскад или источник питания представлен квадратом с указанием основных параметров (тип, число и схема включения электронных приборов, коэффициент усиления, выходная мощность ступени, суммарная номинальная мощность электронных приборов, напряжения питания).

Структурная схема передатчика может иметь несколько вариантов, обладающих своими достоинствами и недостатками, поэтому выбранный вариант должен быть достаточно обоснован. Поскольку правильность составления структурной схемы определяет все последующее проектирование, ее целесообразно показать преподавателю до начала основных технических расчетов.