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.