Предоконечный каскад(ПОК)

ПОК было решено делать однотактным, из расчета ОК извесна максимальная мощность P1=2* 852Вт , которая должна быть передана в цепь сетки ОК от ПОК.

Подходяцей по параметрам оказалась лампа ГУ-71Б :

P1лин=1.3кВт, P1max=1.6кВт, fmax=75МГц,Ea=3.5кВ, Ec2=0,4кВ, Uнак=12.6В, Iнак=7.15А,S=60мА/В.

Расчет ПОК:Выбран граничный режим класса В

Мощность которую необходимо передать в ОК и она же с учетом потерь в согласующем устройстве

Напряжение анодного питания и питания экранирующих сеток 2 и 3:

Е_а=1.6 кВ Е_с2=350 В Е_с3=0 В

Коэффициент использования анодного напряжения при угле отсечки 90 град.:

=0,816

Амплитуда напряжение на аноде:

U_a = E_aξ_гр=1.3 кВ

Амплитуда первой гармоники анодного тока:

I_a1=2 =1.45 А

Амплитуда импульса и постоянной составляющей анодного тока

I_am= = 2.9 A

I_a0= =0.92 А

Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки:

= 900 Ом

Мощность, потребляемая анодной цепью

Мощность рассеиваемая на аноде

< 1.5кВт =

КПД анодной цепи

Амплитуда напряжения возбуждения в цепи управляющей сетки и напряжение смещения (чтобы θ=90,и при условии )

48.3 В

= - 50 В

Т.к. получается что сеточного тока нет, но с учетом (см.ниже в расчете входного сопротивления)

А

Мощности, потребляемые от предыдущего каскада ПК (ПУ2)

= 3.9 Вт.

Входное сопротивление

Входная емкость

Свх=132.5пФ

Rс вх=1/(2*п*f* Свх)=2.7 кОм

Чтобы избавится от емкостной нагрузки для предыдущего каскада установлено добавочное сопротивление в 10 раз меньше Rс вх

=300 Ом

Так как << Rсвх добавочное сопротивление шунтирует входную емкость и ее учет не обязателен.

Результаты расчета согласующей контурной системы и проверка:

АЭ обладает выходной емкостью, которая вносит свой вклад.

С_вых=35 пФ

С₁=62.52 нФ

С₂=151.2 нФ

L=2.83 мкГн

Как видно из проверки, резонансная частота равна данной в ТЗ.

Сопротивление разделительных конденсаторов по переменному току должно быть много меньше сопротивления, на которое работает каскад. Ограничимся величиной в 5 раз меньшей, тогда:

С_р1=5.9нФ должен быть рассчитан на напряжение 100 В

С_р2=2 нФ должен быть рассчитан на напряжение 3 кВ

Сопротивление дросселей по переменному току должно быть много больше сопротивления, на которое работает каскад. Ограничимся превышением в 5 раз, тогда:

L_с=0.53 мГн должен быть рассчитан на ток 2 А

L_а=1.6 мГн должен быть рассчитан на ток 3 А

7.Предварительный усилитель (ПУ):

ПУ выполняет функции усиления маломощного колебания с выхода АГ, из-за этого АЭ ПУ должен быть довольно чувствительным и выходная мощность ( = 3.9 Вт) мала по сравнению с мощностями ОК, по этой причине чаще используют транзисторы, на заданную мощность в (предусилителе 2=ПУ2) был выбран БТ 2Т922А с основными параметрами: Pвых=5 Вт, Кр=20, Режим работы Класс В(для ПУ2 используется режим класса В),схема включения ОЭ, fmax=175 МГц.

Предусилитель 1(ПУ1) должен выдавать мощность порядка 250мВт и принимать от генератора мощность порядка 20мВт, т.е при его выборе необходимо учесть усиление по мощности около 15, режим работы Класс А.

8.Возбудитель радиопередатчика:

Возбудителем радиопередающего устройства принято называть устройство, вырабатывающее одно или несколько когерентных колебаний с требуемой точностью и стабильностью частоты колебаний.

Допустимая стабильность частоты возбудителя определяется допустимой нестабильностью частоты радиопередатчика. В данной работе согласно ТЗ передатчик работает на одной несущей частоте 450 кГц, поэтому достаточно в качестве возбудителя иметь автогенератор (АГ), выдающий колебание с высокой точностью ( 10^-6 ) и стабильностью. В качестве возбудителя можно взять автогенератор стабилизированный кварцем. Повышенная стабильность частоты конкретной схемы объясняется применением кварцевого резонатора с повышенной добротностью.

Данный автогенератор, судя по эмпирическим данным, при отсутствии внешних дестабилизирующих факторов имеет высокую стабильность частоты, и возможно его применение в качестве возбудителя в данном радиопередающем устройстве.

Заключение

В данной работе был спроектирован мощный радиовещательный передатчик с амплитудной модуляцией удовлетворяющий ТЗ. Были рассчитаны оконечный и предоконечный каскады, модулирующее устройство, выходная и межкаскадная согласующие цепи и оценены мощности предварительного усилителя для облегчения выбора АЭ. Также были спроектированы схемы составных частей устройства.

Промышленный КПД передатчика:

Р_ВЫХ=50 кВт

Р _{0 ОК}=61 кВт

Р_НАК=I_нак*U_нак*6=20.6 кВт (множитель 6 учитывает лампы в ММУ и ОК)

Р _{0 ММУ}=80 кВт

(Остальные мощности из-за малости было решено не учитывать)

η_пром= Р_ВЫХ/( Р _{0 ОК}+ Р_НАК+ Р _{0 ММУ})

Далее представлена полная принципиальная схема разработанного передатчика:

10.Обслуживание радиопередатчика:

Мощный радиовещательный передатчик, спроектированный в этой работе, а именно тетроды ГУ-53А требуют охлаждения.

Следует учитывать массогабаритные затраты размещения устройства, каждая из ламп весит 17 кг, и это без учета модуляционных дросселей и трансформаторов (исчисление идет тоннами).

Так как зачастую время эксплуатации устройство определяется выходным каскадом, то установленная производителем средняя долговечность ламп 1000ч, должна быть учтена при сопровождении и обслуживании данного передатчика.

11.Список литературы:

1. В. В. Шахгильдян, В. Б. Козырев, А. А. Ляховкин, В. П. Нуянзин, В. М. Розов, М. С. Шумилин. Радиопередающие устройства: учебник для вузов. М.: Радио и связь, 2003.

2. Сергеев А. Я., Уткин М. А. Устройства генерирования и формирования сигнала: методические указания по курсовому проектированию. СПб.: СПбГПУ, 2008.

3. Под ред. В. В. Шахгильдяна. Проектирование радиопередатчиков. М.: Радио и связь, 2003.

4.Под ред. В. В. Шахгильдяна. Проектирование радиопередающих устройств. М.: Радио и связь, 1984.

Приложение.

Расчеты проведены в программной среде Mathcad. Расчет ОК:

Расчет Выходной согласующей цепи, разделительных конденсаторов и дросселей:

Расчет вых каскада ММУ:

Расчет ПОК