Разработка и расчет структурной схемы передатчика с амплитудной модуляцией

Находим номинальную мощность активного элемента выходного каскада (ГВВ):

(2.1)

где — коэффициент производственного запаса, равный 1.2... 1.4, — коэффициент, учитывающий значение коэффициента амплитудной модуляции m, —заданная мощность в нагрузке, — КПД колебательной системы, равный (0.95...0.98), —КПД согласующего фильтра (0.8...0.9), —КПД симметрирующего трансформатора на выходе колебательной системы при симметричном входе антенны, равный (0.9...0.95).

По полученному значению и заданному значению следует выбрать тип транзистора выходного каскада, ориентируясь на следующие критерии: < 3 , , где — допустимая мощность

транзистора, —его граничная частота.

Если полученное значение >40 Вт (особенно в диапазоне УКВ), то целесообразно применить модульное построение ГВВ по схеме сложения мощностей.

При этом мощность, развиваемая на выходе одного активного элемента

,где N—число модулей сложения мощностей, —КПД суммирующей системы, равного 0.85... 0.9.

Мощность, необходимая для возбуждения всего выходного каскада в N раз больше мощности возбуждения одного модуля.

Выходная мощность предвыходного каскада

- 9 -

(2.2) где —коэффициент усиления по мощности выходного каскада, равный 5...8 для схем с общей базой (см. также [1], стр.60); —коэффициент, учитывающий модуляцию в предоконечном каскаде, если она предусматривается, величина ; —КПД цепей распределения мощности включенного между предвыходным и выходным каскадами, порядка 0,85…0,95. Вопрос о модульном построении предвыходного каскада решается так же как и в случае выходного каскада, также решается вопрос о выборе типа активного элемента.

Далее должен быть решен вопрос о числе и составе промежуточных каскадов, общее число этих каскадов l определим по соотношениям:

(2.3) (2.3)

где —коэффициент усиления по мощности всего тракта промежуточного усиления; — коэффициент усиления по мощности одного каскада промежуточного усилителя, равный 10...25 для ОЭ и 10...20 для ОБ; —выходная мощность последнего промежуточного усилителя; —выходная мощность возбудителя (синтезатора) частот, ориентировочно равная 0.025...0.06Вт; —КПД межкаскадных согласующих цепей (0.88...0.9).

В указанных передатчиках целесообразно в состав промежуточных каскадов включить каскады умножения частоты с целью понижения номиналов частот возбудителя, что позволяет повысить стабильность частот возбудителя. Коэффициент умножения в целом следует задавать в пределах 4...6 (два удвоителя или удвоитель и утроитель частоты).

Далее необходимо определить мощностные показатели каждого промежуточного каскада, пользуясь общей формулой:

(2.4)

и произвести выбор активного элемента каскада, учитывая значение максимальной частоты, на которую он должен работать. Таким образом, структурная схема тракта высокой частоты передатчика определена.

Определим структуру модулятора, рассчитав сначала требуемую выходную мощность модулятора

(2. 5)

- 10 -

для случая коллекторной модуляции и

;

для случая базовой модуляции.

Если мощность >5Вт, то модулятор выполняется по двухтактной схеме своего выходного каскада. Далее следует выбрать тип активного элемента выходного каскада, учитывая, что усиление осуществляется на уровне низких частот (0,3...3.4кГц). На входе модулятора должна быть мощность

где —коэффициент усиления по мощности модулятора, равный 20...25. Эту мощность должен обеспечить каскад подмодулятора. Число каскадов промежуточных усилителей определяется теми же соотношениями, что и для промежуточного тракта высокой частоты. С учетом того, что выходная мощность источника сигнала (микрофона) составляет ориентировочно 10...20 мкВт.

По окончании расчета структурной схемы следует выполнить итоговые действия:

составить таблицу (резюме) результатов расчета с перечнем всех каскадов и указанием мощностных, частотных (по для каждого каскада) параметров, типа активного элемента и способа реализации каскада (ОЭ, ОБ, сложения мощностей и числа модулей при этом);

составить полную покаскадную структурную схему передатчика, например, как изображена на рисунке 1

На схеме: 1,3,5—промежуточные (буферные) усилители, 6,7—предоконечный и оконечный усилители (ГВВ), 8,9—предварительные усилители модулятора, 10—оконечный усилитель модулятора, 11—согласующий полосовой фильтр, 2,4—умножители частоты.