777

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Алматинский институт энергетики и связи

В.В. Артюхин, Н.Н. Гладышева, С.В. Коньшин.

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Учебное пособие

Алматы 2005

УДК738(075.8):

ББК32.848я73

А86

Артюхин В.В., Гладышева Н.Н., Коньшин С.В. Курсовое проектирование радиопередающих устройств: Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2005. – 82с.

Учебное пособие посвящено обзору основных путей решения проектирования радиопередающих устройств и необходимо для более глубокого понимания процессов, происходящих в радиопередающих устройствах и способов реализации тех или иных технических параметров радиопередатчика. В учебном пособии, помимо описания основных структурных схем передатчиков, представлены существующие в настоящее время методики расчета основных, наиболее часто используемых, каскадов радиопередатчика. Приведены основные справочные данные, необходимые для выполнения расчетов.

Учебное пособие предназначено для студентов радиотехнических специальностей, обучающихся в бакалавриате, по специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

Табл. 17, ил. 23, библиогр. – 28 назв.

РЕЦЕНЗЕНТ: доц., канд.техн.наук. Цыба Ю.А., КАУ

Печатается по дополнительному плану издания Министерства образования и науки Республики Казахстан на 2005г.

ISBN 9965-708-41-Х

©Алматинский институт энергетики и связи, 2005.

Введение

Настоящее учебное пособие предназначено для выполнения курсовой работы по проектированию радиопередающих устройств и содержит основные сведения и указания, необходимые при проектировании радиопередающих устройств. Курсовая работа представляет собой достаточно сложный комплекс вопросов схемотехнического, расчетного и конструктивного характера, так как приходится сравнивать возможные варианты решения с уже выпущенными проектами, выбирать элементную базу, способ модуляции, производить необходимые электрические расчеты. Квалифицированно решить эти вопросы, пользуясь только учебниками, затруднительно, поэтому данное пособие должно облегчить процесс работы.

В настоящее время имеется достаточно большое количество учебной, справочной и другой литературы по радиопередающим устройствам, в том числе и по проектированию. Но, к сожалению, тираж современных изданий редко превышает 1000 экземпляров, поэтому, не успев выйти из печати, хорошая литература сразу становится библиографической редкостью. Кроме этого, в современной литературе дается значительное количество ссылок к дополнительной и справочной литературе. Авторы данного учебного пособия сделали попытку подобрать материал таким образом, чтобы студентам не было необходимости прибегать к использованию большого количества дополнительной литературы. В то же время учебное пособие не претендует на то, чтобы охватить все вопросы, возникающие при работе, давая студентам возможность приобретения дополнительных знаний при решении той или иной неоднозначной проблемы.

В учебном пособии даются основное направление и порядок проектирования, приведены основные требования к параметрам современных передатчиков различного типа и назначения, приведены методы выбора схем и необходимые формулы для расчета основных узлов с указанием границ их применения, необходимые справочные данные.

В конце учебного пособия приводится список литературы, к которой можно обращаться при выборе и составлении структурной схемы, при электрических расчетах каскадов и т. п.

Список условных обозначений, сокращений и терминов

АГ - автогенератор

АМ - амплитудная модуляция

ВКС - выходная колебательная система

ВАХ - вольтамперная характеристика

ГВВ - генератор с внешним возбуждением

КБВ - коэффициент бегущей волны

ПАМ - паразитная АМ

ЧМ - частотная модуляция

ЧМГ - частотно-модулируемый генератор

ШПУ - широкополосный усилитель

УРУ - усилитель с распределенным усилением

УМК - усилитель модулированных колебаний

ФГ - фильтр гармоник

ЭП - электронный прибор

τ - длительность импульсов, постоянная времени

Т - период повторения

f - частота

F - частота модуляции

ω - круговая частота

λ - длина волны

П - полоса пропускания

φ - фаза

Д - проницаемость электронной лампы

θ - угол отсечки

ξ - коэффициент использования анодного напряжения

β - статический коэффициент усиления по току транзистора

8 - коэффициент для расчета бигармонического режима

ε - диэлектрическая проницаемость

ή - коэффициент полезного действия (КПД)

- характеристическое сопротивление контура

w - волновое сопротивление линии

Q -добротность контура

1 Основные сведения о курсовой работе по проектированию

радиопередающих устройств

1.1 Цель и задачи курсовой работы

Курсовая работа завершает изучение теоретической части курса «Радиопередающие устройства» и готовит студентов к более серьезной самостоятельной работе – дипломному проекту, а затем и производственной деятельности. Выполняя курсовую работу по проектированию, студент приобретает навыки самостоятельного обоснования и постановки вопросов и их решения, закрепляет необходимые сведения о последовательности расчетов, учится оценивать влияние различных схемотехнических решений на общие показатели проектируемого устройства. В итоге, после выполнения курсовой работы, студент должен получить четкое представление об устройстве радиопередатчика, о физических процессах, происходящих как в отдельных каскадах, так и в устройстве в целом. При этом студент должен знать особенности работы телевизионных, радиовещательных и радиосвязных передатчиков, изучить особенности построения структурных схем, достоинства и недостатки передатчиков, работающих с различными видами модуляции, должен научиться читать и самостоятельно составлять схемы электрические принципиальные.

Объем курсовой работы должен быть в пределах 20 – 25 листов пояснительной записки и одного – двух чертежей. Как правило, схема электрическая принципиальная выполняется на чертеже формата А1 или А2. Качество оформления курсовой работы свидетельствует прежде всего об общей культуре автора. При оформлении расчетно-пояснительной записки следует руководствоваться требованиями фирменного стандарта АИЭС и ЕСКД, предъявляемыми к любой технической документации. Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе также должна удовлетворять и эстетические требования, то есть оформлена аккуратно и красиво. Зачеркивания, исправления, сокращения, всякого рода небрежности в текстовой части и графике совершенно недопустимы. При использовании формул или справочных данных необходимо ссылаться на используемую литературу. Графические чертежи могут выполняться карандашом или с помощью компьютера и должны соответствовать требованиям ЕСКД.

Приступая к проектированию, прежде всего необходимо оформить развернутое техническое задание [1], детально проанализировать его, подобрать передатчик-прототип и изучить его особенности. Обоснование, выбор и расчет структурной схемы проектируемого передатчика позволят представить необходимый объем электрических расчетов. При этом необходимо знать, каким образом и где обеспечиваются те или иные параметры развернутого технического задания. Один или два каскада должны быть рассчитаны с помощью прикладных программ. Все результаты расчетов сводятся в перечень элементов. Уточненный расчет структурной схемы позволит проверить и определиться с правильностью выбора числа каскадов и элементной базы. Описание работы принципиальной схемы, схемы электропитания, устройств блокировки, защиты и сигнализации практически завершают работу.

После того как путем сравнения всех известных способов и схем получения заданных техническими условиями видов модуляции выбраны наиболее целесообразные, составляется ориентировочная структурная схема всего высокочастотного тракта радиопередатчика. В ряде случаев может быть обоснованно выбран типовой возбудитель или намечена схема и возможная мощность возбудителя, который придется изготовлять специально для проектируемого передатчика. Схема ориентировочна потому, что составляется на основе обобщения опыта проектирования передатчиков, накопленного в прошлом, путем использования усредненного коэффициента усиления Кр , представляющего собой отношение паспортных мощностей электронных приборов двух соседних каскадов. Такой обобщенный подход позволяет достаточно просто получить представление о том, каким в первом приближении будет передатчик. В процессе реального проектирования, когда рассчитываются все каскады передатчика, в структурную схему могут быть внесены изменения, возникающие в результате более точного учета свойств каждого каскада.

Задача составления структурной схемы состоит в том, чтобы определить рациональное число каскадов тракта высокой частоты, обеспечивающее выполнение заданных технических требований к передатчику при минимальных затратах.

Поскольку проектирование ламповых и транзисторных передатчиков заметно различается, то приходится учитывать особенности выбора элементной базы при составлении структурной схемы. И в том и в другом случае составление структурной схемы начинается с выходного, самого мощного каскада, при этом необходимо учесть потери в выходных фильтрующих цепях и цепях связи с антенной. Прежде чем по необходимой мощности выбрать конкретный тип усилительного прибора, надо определиться со схемотехническим решением выходного каскада. Общая тенденция сейчас такова: наиболее часто используется однотактная схема как наиболее простая и компактная, но в передатчиках большой мощности при работе на симметричную нагрузку обычно применяют двухтактный выходной каскад. Двухтактные каскады применяются также при построении колебательных систем на основе отрезков двухпроводных симметричных линий, при использовании двойных лучевых тетродов и при необходимости применения мостовой нейтрализации вредного влияния проходной емкости ламп. После выбора усилительного прибора принимается решение о выборе схемы включения. Наиболее часто используется схема с общим катодом для тетродов, дающая наибольшее усиление по мощности. Схема с общим катодом применяется также в случае использования триодов в диапазонах длинных и средних волн. При необходимости использования триодов в диапазонах коротких и ультракоротких волн применяется схема с общей сеткой, обладающая малой проходной емкостью. В однополосных передатчиках для повышения линейности, а также для повышения устойчивости тетроды могут включаться по схеме с общей сеткой.

Создание мощных высокочастотных и сверхвысокочастотных транзисторов, способных работать на частотах до 30ГГц с выходной мощностью в пределах одного Ватта и на частотах до 1.5ГГц с выходной мощностью до 80 Вт, открыло возможности для замены ламп транзисторами. При этом происходит улучшение ряда важнейших показателей передатчика и прежде всего увеличение его надежности. Хотя преимущества транзисторов перед лампами в радиопередатчиках не столь бесспорны, как в радиоприемных устройствах, практика конструирования и производства передатчиков в настоящее время подтверждает целесообразность внедрения транзисторов. В пределах 10 кВт вновь разрабатываемые системы должны ориентироваться в основном на транзисторы [10]. При этом должны учитываться два фундаментальных обстоятельства, требующие иного подхода к проектированию транзисторных передатчиков и методам их расчета. Во-первых, входное сопротивление транзисторов очень мало и оказывается меньшим, чем выходное сопротивление источника возбуждения. Также нелинейный характер входного сопротивления вызывает существенные искажения в форме возбуждающего напряжения. Поэтому правильнее идеализировать возбуждение на входе транзистора в виде гармонического тока, а не напряжения. Во-вторых, низкое питающее напряжение при большой мощности определяет малое сопротивление нагрузки в коллекторной цепи. По этой причине действие паразитных емкостей, шунтирующих нагрузку, существенно меньше, чем в ламповых схемах, что позволяет использовать нерезонансные схемы в широком диапазоне частот, то есть работать генераторам в режимах с негармоническими формами напряжений. Наиболее интересен ключевой режим, где работа транзистора подобна работе ключа. Такой режим отличается высоким КПД и надежностью.

Нерезонансная нагрузка позволяет также реализовать работу генератора в широком диапазоне частот без применения перестраиваемых контуров, что значительно улучшает экономические и конструктивные характеристики и показатели надежности.

На высоких частотах свойства транзистора определяются также емкостями переходов, индуктивностями выводов и предельными частотами: fт – предельная частота усиления тока в схеме с ОЭ; fα – граничная частота усиления тока в схеме с ОБ. Однотактные генераторы используются главным образом в маломощных промежуточных каскадах, где транзисторы работают в классе А. Двухтактные генераторы применяются в мощных оконечных и предоконечных каскадах, где транзисторы работают в классе В. Если в выходном каскаде используют m однотипных генераторов, соответственно предоконечный каскад проектируется на мощность, в m раз большую, чем требуется для возбуждения одного генератора. Кроме того, необходимо учитывать КПД делителя мощности, включаемого между предоконечным и выходным каскадами. В таких схемах целесообразно и в предоконечном каскаде использовать такой же типовой генератор. Схемы деления и сложения мощностей могут выполняться по мостовым схемам. Этим самым существенно повышается надежность работы оконечного каскада, поскольку выход из строя одного или нескольких генераторов мало сказывается на работе остальных и при этом незначительно снижается выходная мощность.

При проектировании предоконечного и предварительных каскадов значительно повышаются требования к надежности, поскольку здесь выход из строя одного из каскадов ведет к выходу из строя всего передатчика. Поэтому при построении этих каскадов необходимо обеспечить значительный запас надежности, в частности, максимальные значения токов и напряжений должны быть в полтора- два раза меньше предельно допустимых. Здесь целесообразно применять более мощные транзисторы, несмотря на увеличение стоимости и габаритов.

В каскадах с широкодиапазонной нагрузкой в качестве согласующих устройств могут использоваться трансформаторы на отрезках длинных линий. Коэффициент трансформации у них обычно дискретный (υ = 1,2,3,4…) и во многих случаях бывает сразу оговорен по тем или иным конструктивным соображениям. В частности, в каскадах с широкодиапазонной апериодической нагрузкой первоначально проектируется межкаскадная цепь связи на заданный диапазон, а затем определяется оптимальная величина коэффициента трансформации. В этих случаях проектирование предоконечного и предварительных каскадов ведется не только на заданную мощность, но и на заданное сопротивление коллекторной нагрузки [17].

При проектировании передатчиков релейных, тропосферных и космических линий связи, работающих на частотах от 0,8ГГц до 12ГГц и с выходной мощностью от 0,5 Вт до 10 кВт, использование полупроводниковых приборов весьма ограничено. В данном случае обычно используются СВЧ усилители, например клистроны. Принципы построения передатчиков тропосферной и наземных станций космической связи приведены в [17], [19], но и здесь начинать проектирование передатчика следует с составления структурной схемы. Выходная мощность оконечного клистронного усилителя, как правило, определена заданием. После выбора типа клистрона по его техническим характеристикам, имеющимся в справочниках, ориентировочно определяется мощность, которая должна быть подведена ко входу клистрона. Эта мощность может быть от единицы до нескольких десятков Вт. Развязывающие устройства представляют собой ферритовые вентили и циркуляторы и обеспечивают работу тракта предварительного усиления на согласованную нагрузку. Сам клистрон тоже должен работать на согласованную нагрузку. Для питания клистрона необходимо обеспечить все питающие напряжения. Тип возбудителя определяется назначением передатчика и может быть рассчитан по формулам, приведенным в [16].

После завершения курсовой работы она должна быть защищена, то есть у студента должны быть абсолютно четкие представления о том, почему выбран тот или иной каскад, где, как или чем обеспечиваются основные параметры передатчика, приведенные в развернутом техническом задании.

1.2 Варианты заданий для курсовой работы

Выбор варианта задания для курсовой работы производится студентом самостоятельно по первой букве его фамилии и последним двум цифрам зачетной книжки. Вместо стандартного варианта задания студент может выполнить индивидуальную работу, согласовав предварительно тему работы с преподавателем, ведущим данный курс.

1.2.1 Тип радиопередатчика определяется по первой букве фамилии студента:

А, Б – pадиопеpедающее устpойство для pадиовещания с частотной

модуляцией;

В, Г – pадиопеpедающее устpойство для стеpеовещания ;

Д, Е – pадиопеpедающее устpойство для pадиовещания с одной боковой полосой и несущей;

Ж,З – pадиопеpедающее устpойство для звукового сопpoвождения

телевизионных пpoгpамм 1-2 диапазонов ;

И, К – pадиопеpедающее устpoйство для звукового сопpoвождения

телевизионных пpoгpамм 3 диапазона ;

Л, М – pадиопеpедающее устpoйство для звукового сопpовождения

телевизионных пpoгpамм 4-5 диапазонов ;

Н, О – pадиопеpедающее устpойство для пеpедачи изобpажения

телевизионных пpогpамм 1-2 диапазонов ;

П, Р – pадиопеpедающее устpойство для пеpедачи изобpажения

телевизионных пpoгpамм 3 диапазона ;

С, Т – pадиопеpедающее устpoйство для пеpедачи изобpажения

телевизионных пpoгpамм 4-5 диапазонов ;

У, Ф – pадиопеpедающее устpойство для пеpедачи четыpех

телефонных сообщений;

Х, Ц – pадиопеpедающее устpoйство низовой связи ;

Ч, Ш – pадиопеpедающее устpойство оконечной станции pадио-

релейной линии;

Щ, Э – pадиопеpедающее устpoйство наземной станции спутниковой

системы связи ;

Ю – pадиопеpедающее устpoйство оконечной станции тpoпосфеpной

линии связи ;

Я – боpтовое pадиопеpедающее устpoйство спутниковой системы

связи .

1.2.2 Возможные диапазоны рабочих частот радиопередатчика определяются по предпоследней цифре зачетной книжки. По согласованию с преподавателем можно выбрать конкретный диапазон или частоту, ориентируясь на таблицу 3.3

Номеру варианта ориентировочно соответствуют следующие диапазоны частот:

1 - (0.15-0.285) MГц ; (66-73) MГц ; (4.9-8.8) ГГц ;

2 - (0.525-1.1) MГц ; (76-100) MГц; (8.9-11.2) ГГц ;

3 - (1.1-1.605) MГц ; (105-120) MГц ; (11.3-12.8) ГГц ;

4 - (1.5-3.2) MГц ; (140-160) MГц ; (12.9-14.4) ГГц;

5 - (3.95-8.1) MГц ; (174-230) MГц ; (0.15-0.285) MГц ;

6 - (8.1-16.3) MГц ; (470-582) MГц ; (0.525-1.1) MГц ;

7 - (16.3-26.1) MГц ; (582-790)MГц ; (1.5-3.2) MГц ;

8 - (26.2-30) MГц ; (800-1000) MГц ; (88-108) MГц ;

9 - (35-45) MГц ; (1.1-2.4) ГГц ; (174-230) MГц ;

0 - (48.5-66) MГц ; (2.5-4.8) ГГц ; - (3.95-8.1) MГц .

1.2.3 Мощность радиопередатчика определяется по последней цифре зачетной книжки. По согласованию с преподавателем, ведущим данный курс, можно выбрать другую мощность.

Номеру варианта соответствуют следующие значения мощности:

0 - Р1=0.1 Вт; 100 Вт; 1кВт;

1 - Р1=1 Вт; 10 Вт; 10 кВт;

2 - Р1=2 Вт; 20 Вт; 20 кВт;

3 - Р1=5 Вт; 500 Вт; 50 кВт;

4 - Р1=8 Вт; 800 Вт; 8 кВт;

5 - Р1=10 Вт; 50 Вт; 5 кВт;

6 - Р1=75 Вт; 250 Вт; 4кВт;

7 - Р1=200 Вт; 3 кВт; 3 Вт;

8 - Р1=750 Вт; 7 Вт; 7,5 кВт;

9 - Р1=300 Вт; 4 Вт; 7 кВт.

2 Основные сведения о параметрах радиопередающих устройств

2.1 Основные функции передатчиков

Ниже приведены функции передатчиков в радиосистемах и основные требования к ним. Передатчики должны обеспечивать:

- генерирование несущей радиочастоты и ее усиление до соответствующего уровня на выходе – излучаемая мощность передатчика;

- модуляцию несущей радиочастоты сигналом, содержащим передаваемые данные, заранее определенного уровня – глубина модуляции для АМ, девиация для ЧМ и ФМ. Процессы должны сопровождаться минимумом шумов и искажений. Необходимо предотвращать модуляцию, превышающую допустимый уровень;

- излучение минимума сигналов на частотах вне допускаемой полосы. Внеполосное «ложное» излучение строго отслеживается по нормативам Агентства радиосвязи МРТ.

2.2 Передатчики с амплитудной модуляцией

На рисунке 2.1 приведена блок-схема АМ-передатчика с использованием кварцевого кристаллического резонатора, задающего несущую частоту, хотя для этой цели может быть использован и синтезатор частот.

Рисунок 2.1 – АМ-передатчик с кварцевым генератором

Задающий генератор АМ-передатчика обычно генерирует либо рабочую частоту (частоту передачи), либо одну из ее субгармоник, наиболее типичным выбором частоты являются вторая, третья или шестая субгармоники.

Выходной сигнал генератора усиливается до уровня типовой выходной мощности, и если генератор работает на субгармонике, то необходимо включить в состав передатчика каскады умножения частоты перед оконечным каскадом усиления мощности (УМ). Резонансный фильтр в антенной цепи устраняет нежелательные частоты на выходе, которые могут вызвать интерференцию с сигналами других пользователей. Чтобы антенна излучала максимальную мощность, требуется согласование импеданса схемы фильтра с помощью согласующей, корректирующей цепи.

В цепях звуковой частоты речевой вход от микрофона управляет диапазоном частот и ограничением амплитуды. Это ликвидирует риск перемодуляции и получения частот вне полосы. (Перемодуляция производит частоты вне полосы в любом передатчике, но при 100% АМ это превышение выходит далеко за пределы ширины диапазона спектра, что серьезно ухудшает условия работы других пользователей.) В АМ-передатчике после обработки звук усиливается до высокого уровня и поступает на высокочастотный (ВЧ) усилитель мощности (модулятор), как показано на рисунке 2.1.

АМ-передатчики энергетически неэффективны. Высокочастотный усилитель мощности, как правило, не работает в классе С. Он должен быть линейным ровно настолько, чтобы не вызывать искажений речи и звука, которые должны быть усилены до высокого уровня. Если же модуляцию производить на более низком уровне мощности (в более ранних каскадах цепи усиления), то все последующее усиление должно производиться в линейном (но не эффективном) режиме.

Выходная мощность АМ-передатчика обычно определяется в терминах среднеквадратических величин мощности несущей, при этом средняя и пиковая мощности будут определяться глубиной модуляции. При 100% модуляции производимая пиковая мощность равна учетверенной пиковой мощности несущей.

2.3 Передатчики с угловой модуляцией

На рисунке 2.2 приведена блок-схема ЧМ-передатчика, использующего частотный синтезатор для генерирования несущей. Колебания полученной частоты с помощью высокочастотного усилителя (ВУ) усиливаются до определенного уровня и поступают на выход передатчика.

DC

Рисунок 2.2 – ЧМ-передатчик с синтезатором

Когда для генерирования несущей применяют кварцевый задающий генератор, приходится работать с очень низкими частотами, так как частота кварцевого генератора может быть промодулирована по частоте только на несколько радиан. Поэтому несколько каскадов усилителей работает как умножители. В выходных устройствах ЧМ-передатчика (так же, как и в АМ-передатчиках) необходимы фильтр и цепи согласования с антенной.

Низкочастотная цепь ЧМ-передатчика аналогична такой же цепи АМ-передатчиков, но модуляция (девиация) производится на стадии очень низкого уровня мощности радиочастоты (непосредственно в генераторе, управляемом напряжением (ГУН), в составе синтезатора передатчика или в каскаде, следующем за кварцевым генератором, в схеме без ГУН). При этом отсутствует необходимость в низкочастотном усилении мощности. Кроме того, в ЧМ-передатчик можно включить простую цепь, обеспечивающую подъем высоких звуковых частот со скоростью 6 дБ на октаву. Это и есть введение предыскажений, что улучшает уровень звука по отношению к шуму в приемнике (увеличивает отношение сигнал/шум). Однако уровень звука должен быть ограничен, потому что, хотя эффект избыточной девиации и не так губителен, как перемодуляция в АМ-передатчике, увеличение девиации приводит к постоянному расширению диапазона частот, известному как побочное излучение вне допустимой полосы.

Передатчики с угловой модуляцией энергетически более эффективны, чем амплитудно-модулированные, потому что модуляция осуществляется на низком уровне мощности и, кроме того, нет явного присутствия звуковых частот в ВЧ-усилителях и в каскадах усилителей мощности, что позволяет эффективно работать в режиме С.

Передатчики с фазовой модуляцией из-за того, что фазовый сдвиг при модуляции очень мал, генерируют несущую на очень низкой частоте и используют управление непосредственно кристаллом. Затем частота обычно много раз умножается. После умножения модулирующая фаза, которая была первоначально в несколько радиан, становится эффективной, вызывая модуляцию частоты. При фазовой модуляции имеет место процесс появления предыскажений. Что касается последующей передачи сигнала, то практически нет разницы между частотной и фазовой модуляцией с добавлением предыскажений.

2.4 Спецификация передатчиков

Агентство радиосвязи (Radio communications Agency) издает спецификации, в соответствии с которыми должно выпускаться все оборудование. Эти спецификации принципиально касаются предотвращения интерференции и максимального использования частотного спектра. Ниже перечислены характеристики, определенные в спецификациях Агентства, и приведены факторы, которые оказывают воздействие на работу пользователя:

- напряжение питания;

- рабочая полоса частот;

- метод модуляции;

- разнос каналов;

- мощность выхода на радиочастоте и импеданс. Диапазон мощности на выходе составляет 0,5…5 Вт для ручной портативной аппаратуры и 5…25 Вт для систем подвижной радиотелефонной связи. Максимально допустимая мощность системы должна быть определена в лицензии. Выходной импеданс обычно составляет 50 – 75 Ом;

- паразитное излучение. Его уровень критичен для предотвращения интерференции с другими пользователями на разных частотах. Предел для диапазонов ОВЧ и УВЧ — 0,25 мкВт;

- остаточный шум. Производители не всегда декларируют уровень шума немодулированной несущей. По отношению к полной девиации типичный показатель лучше, чем 40 дБ;

- искажения на звуковой частоте. Обычно не более 3% и измеряются при модуляции 60% с модулирующей частотой 1 кГц;

- амплитудно-частотная характеристика на звуковой частоте. Это изменение уровня модуляции по звуковому частотному спектру. Обычно от 1 до 3 дБ в диапазоне 300…3000 Гц (2,55 кГц для оборудования с разнесением каналов на 12,5 кГц ). Ее можно оценить с учетом кривой предыскажений;

- безнастроечный диапазон. Это диапазон частот, в котором передатчик будет работать без перенастройки и ухудшения характеристик. Сейчас большинство оборудования определяется так, чтобы перекрыть всю полосу частот (например, 146…174 МГц) без перенастройки.

2.5 Транзисторный передатчик дециметрового диапазона

Источник питания

Вход модулятора

Выходной каскад модулятора

Предварительные каскады модулятора

V каскад

VI каскад

+ 6 В

+13 В

IV каскад

х 2

КТ904А

Кв.АГ

ЦС I

ЦС II

I каскад

II каскад

III каскад

75 МГц

Цифры означают уровни мощности, уточненные в ходе покаскадного расчета

Рисунок 3 - Структурная схема транзисторного передатчика дециметрового диапазона

Рисунок 2.3 – Структурная схема транзисторного передатчика дециметрового диапазона

Принципиальная схема транзисторного передатчика дециметрового диапазона

Элементы не только пропускают постоянные составляющие коллекторных токов, но и обеспечивают компенсацию реактивной нагрузки транзисторов. Цепи - антипаразитные. Элементы - дроссели. Конденсаторы - высокочастотные блокировочные, - низкочастотные блокировочные и разделительные в цепях модулятора. Стабилитрон Д служит для стабилизации напряжения питания маломощных каскадов, - гасящий резистор. -резисторы автосмещения в умножителях частоты. Контур является согласующей цепью между транзисторами и . Элементы , кроме того, образуют фильтр-пробку, подавляющую напряжение с частотой 75 МГц на входе транзистора , а , - фильтр-пробку на выходе второго УЧ, подавляющую напряжение с частотой 150 МГц. Резисторы образуют делитель отрицательной обратной связи в модуляторе, а определяют рабочую точку предоконечного каскада модулятора.

Рисунок 2.4 – Принципиальная схема транзисторного передатчика дециметрового диапазона

2.6 Структурная схема и основные технические характеристики телевизионного передатчика

Рисунок 2.5 – Структурная схема телевизионного передатчика

Основные технические характеристики

По радиостанции в целом

Частотный диапазон, МГц (каналы передачи 6 – 12-й)………….… 174…230

Нестабильность несущих частот за месяц, Гц……………………........

Отношение мощностей ………………………………………. 10:1

Мощность потребления в режиме передачи уровня гашения, кВт…. 25

Коэффициент мощности не менее……………………………………. 0,92

По каналу изображения

Номинальная мощность передатчика, кВт………………………………. 5

Входное сопротивление, Ом……………………………………………… 75

Затухание несогласованности на входе, дБ……………………………… 24

Неравномерности АЧХ боковых полос………………… В соответствии с

Переходная характеристика в области малых времен… трафаретом поля

допусков

Перекос плоской части прямоугольных импульсов, % не более для частот:

Полей………………………………………………………………….

Строк………………………………………………………………….

Расхождение во времени сигналов яркости и цветности, нс…………..

Дифференциальное усиление, % не более……………………………… 10

Дифференциальная фаза, град, в пределах………………………………

Отношение сигнал-фон, дБ, не менее…………………………………… 42

По каналу звукового сопровождения

Номинальная мощность, кВт…………………………………………… 0,5

Номинальная девиация частоты, кГц……………………..…………..

Неравномерность АЧХ в диапазоне 30…15000 Гц, дБ……………….

Коэффициент гармоник в полосе 30…15000 Гц, % не более при девиациях:

кГц…………………………………………………………….. 1

кГц…………………………………………………………….. 2

Отношение сигнал-ЧМ шум, дБ, не менее……………………………. 60

Паразитная АМ, % не более…………………………………………… 1

Сопутствующая паразитная АМ, % не более………………………… 1

Указанные параметры соответствуют нормам ПТЭ………..Для оборудования

группы II

2.7 Структурные схемы и технические характеристики передатчиков с ОМ

Рисунок 2.6 – Структурные схемы передатчиков с ОМ

Технические характеристики передатчиков с ОМ

Наиболее широкое применение ОМ получила в передатчиках магистральной радиосвязи (ПМР). Эти устройства в соответствии с действующим стандартом должны иметь следующие параметры.

Для работы таких РПДУ отводится диапазон рабочих частот 1,5…29,9999 МГц. В зависимости от мощности ПМР указанный выше частотный диапазон может быть ограничен: при Рвых = 5 и Рвых = 20 кВт – частотами 2,0…29,999 МГц, при Рвых = 100 кВт – 5,0…29,9999 МГц. Ряд номинальных мощностей устанавливается в 1, 5, 20 и 100 кВт, однако по согласованию с заказчиком возможны и другие значения этого параметра. Допустимое отклонение его от принятого значения в любой точке рабочего диапазона не должно превышать ±1 дБ (±26%). Уровни шума и фона должны быть не более –55 и –48 дБ.

Минимальное значение промышленного КПД устанавливается в зависимости от номинальной мощности ПМР: 45% (100 кВт); 40% (20 кВт) и 35% (1 и 5 кВт). Для РПДУ, построенных на полупроводниках или использующих в ОК принципы широкополосного усиления (неперестраиваемых), вне зависимости от выходной мощности этот параметр должен иметь значение не менее 20%. Максимальная неравномерность АЧХ не должна превышать в каналах типа ТФ-2,35 (350…2700 Гц) +3 дБ; ТФ-2,75 (250… …3000 Гц) +ЗдБ; ТФ-3,1 (300…3400 Гц) от –0,5 до +2,5 дБ. Число и тип каналов устанавливаются в технических условиях на передатчики конкретных типов.

Возбудители, используемые в ПМР, должны допускать работу с шагом сетки частот 10, 100 и 1000 Гц, иметь относительную нестабильность частоты в течение месяца не более ±5^.10^–8 и формировать сигналы, соответствующие излучениям А1, АЗА, АЗВ, АЗН, АЗJ, F1 и F6. По согласованию с заказчиком допускается работа в других режимах.

Номинальное значение напряжения на входах телефонных каналов (на частоте 800±50 Гц) устанавливается в 0 дБ (0,78 В) при входном сопротивлении в 600 Ом. При этом ручная регулировка уровней должна иметь пределы от –20 до +10 дБ.

Учитывая, что ПМР являются автоматизированными устройствами, стандартом оговаривается и максимально допустимое время перехода с волны на волну, которое для РПДУ в 1 и 5 кВт составляет 10 с, 20 кВт – 20 с и 100 кВт – 60 с. Передатчики с широкодиапазонными ОК должны перестраиваться не более чем за 5 с.

Электропитание ПМР должно обеспечиваться от трехфазной сети с напряжением 380 В и частотой (50±1,5) Гц (по согласованию с заказчиком – 60 Гц). При колебаниях напряжения сети в пределах ±5 % должны сохраняться все параметры качества (за исключением выходной мощности).

Передатчик должен сохранять работоспособность при снижении напряжения питания на 15%.

Технические характеристики и параметры качества должны сохраняться при колебаниях температуры среды от 5 до 45°С, атмосферного давления от 0,96^.10⁵ до 1,04^.10⁵ Па (от 720 до 780 мм рт. ст.) при относительной влажности воздуха 95 % (измеряемой при температуре 35°С).

Структура РЧ тракта ПМР предельно проста: полностью сформированный в возбудителе сигнал усиливается сначала одним-двумя апериодическими усилителями с резистивной НС, далее его уровень поднимается с помощью нескольких каскадов с трансформаторными и фильтровыми НС, и только мощные ступени РЧ тракта (обычно две последние) имеют резонансные НС, перестраиваемые автоматически. Ко всему тракту предъявляются высокие требования в отношении линейности амплитудной характеристики, что относительно легко обеспечивается в ламповых вариантах ПМР. Вместе с тем совершенствование технологии в области полупроводниковых приборов приводит к постепенной замене ими ГЛ сначала в маломощных каскадах РЧ тракта, а затем и в более мощных при использовании модульного принципа построения этих ступеней.

Передатчики радиосвязи небольшой мощности строятся полностью на транзисторах. В некоторых из них имеются оконечные каскады со сменными фильтрами, что значительно упрощает и ускоряет смену рабочей волны.

2.8 Структурные схемы и технические характеристики передатчиков низовой связи с угловой модуляцией

Рисунок 2.7 – Структурные схемы передатчиков низовой связи с угловой модуляцией: а – с непосредственной ЧМ в кварцевом автогенераторе; б – с использованием фазового модулятора; в – с автоматической подстройкой средней частоты на основе синтезатора частот.

Передатчики низовой радиосвязи входят в состав радиостанций различных систем радиосвязи. Эти радиостанции могут быть стационарными (центральные, диспетчерские станции), возимыми (устанавливаемые на подвижных объектах), носимыми, портативными. Основные параметры передатчиков определяют действующими стандартами:

Выходная мощность, Вт…………………………………………. 0,1…50

Диапазоны частот, МГц…………….………………………..….. 27…27,4;

30…50;

117…174;

230..335;

890..960;

340..430;

440..470.

Относительная нестабильность частоты…………………… (5…30)^.10^-6

Максимальная девиация частоты, кГц………………………………. 5

Разнос частоты каналов, кГц………………………………………… 25

Ширина полосы излучаемых частот, кГц, на уровне -40 дБ………. 20

Полоса передаваемых частот, Гц……………………………. 300…3400

Допустимые нелинейные искажения, %........................................... 7…15

Допустимый уровень паразитной ЧМ, дБ, не более……………… -30

2.9 Структурные схемы телевизионных РПС

В телевизионную РПС большой мощности входят рабочий и резервный комплекты, состоящие из возбудителей и предварительных усилителей передатчиков изображения и звука. В первом варианте построения (рисунок 2.8,а) за ними следуют по два полукомплекта усилителей мощности (УМ_ИЗ и УМ_ЗВ). После мостов сложения (М₁ и М₂) сигналы передатчиков изображения и звука объединяются с помощью разделительного фильтра (РФ) и далее поступают на выходную колебательную систему, которую принято называть фильтром гармоник (ФГ).

Во втором варианте (рисунок 2.8,б) после возбудителей и предварительных усилителей следуют два полукомплекта, в состав каждого из которых входят тракты усиления мощности (УМ) каналов изображения и звука. Выходные сигналы объединяются с помощью разделительных фильтров, а затем происходит сложение в мосте (М) мощностей обоих полукомплектов. Каждый полукомплект имеет автономные блоки питания. В обоих вариантах на входах УМ включены управляемые фазовращатели для компенсации фазовых сдвигов в обоих полукомплектах.

В номинальном режиме, как показано на рисунке 2.9, в передатчике изображения используются два усилителя (УМ₁ и УМ₂) с мостами деления и сложения, а в передатчике звука – третий (УМ₃). Если выходит из строя один из усилителей (УМ₁ или УМ₂), другой продолжает работать и осуществляется обход мостов деления и сложения (на рисунке 2.9 схемы коммутации не показаны). Если выходит из строя УМ₃, то вместо него включается один из первых двух (например, УМ₁), а в передатчике изображения остается работать только другой УМ₂. При этом также осуществляется обход мостов.

Рисунок 2.8 – Структурные схемы телевизионных РПС

Рисунок 2.9 – Структурная схема телевизионной РПС

дециметрового диапазона с УМ на пролетных клистронах

3 Обозначение радиоизлучения и распределение радиочастот

3.1 Обозначение радиоизлучения

Радиоизлучение выражается в форме трехсимвольного кода, который определяет точную природу несущей, сигнал и передаваемую информацию. Первый символ определяет несущую, второй символ – сигнал, а третий – информацию. Значения символов приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1

Первый символ
A	Двухполосная амплитудно-модулированная
B	Амплитудно-модулированная с независимой боковой полосой
C	Амплитудно-модулированная с частично подавленной боковой полосой
D	Одновременно-модулированная по углу и амплитуде или в заданной последовательности
F	Частотно-модулированная
G	Модулированная по фазе
H	Одна боковая полоса при полной несущей
J	Одна боковая полоса при подавленной несущей
K	Амплитудно-модулированная последовательность импульсов
L	Последовательность импульсов, модулируемых по ширине
M	Последовательность импульсов, модулируемых по фазе
N	Немодулированная несущая
P	Немодулированная последовательность импульсов
Q	Последовательность импульсов, где несущая имеет угловую модуляцию в течение периода импульсов
R	Одна боковая полоса с сокращенной несущей или изменяющимся уровнем несущей
V	Последовательность импульсов с комбинацией разных видов модуляции или полученных другими способами
W	Несущая модулируется двумя или более способами (АМ, импульсная или угловая модуляция) одновременно или в заданной последовательности
X	Другие случаи
Второй символ
0	Немодулированный сигнал
1	Цифровой сигнал без модулирования поднесущей
2	Цифровой сигнал с модулированием поднесущей
3	Аналоговый сигнал
7	Два или более канала с цифровыми сигналами
8	Два или более канала с аналоговыми сигналами
9	Объединенная система с одним или более каналами цифровых сигналов и одним или более каналами аналоговых сигналов
Третий символ
A	Слуховой телеграф

Продолжение таблицы 3.1

B	Автоматический телеграф
C	Факсимильная связь
D	Передача данных
E	Телефония (и звуковое вещание)
F	Телевидение
N	Нет передачи информации
W	Любая комбинация из вышеперечисленного
X	Другие случаи

3.2 Обозначение ширины полосы и частоты

Для выражения ширины полосы и частоты принято использовать четырехсимвольный код из трех значащих цифр и буквы. Буква, обозначающая единицу частоты, помещается там, где должна быть точка десятичной дроби. Значения символов приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2

Буква	Ширина полосы
H	Ниже 1000 Гц
K	Между 1 и 999 кГц
M	Между 1 и 999 МГц
G	Между 1 и 999 ГГц

Например, частота 120 Гц обозначается как 120Н, в то время как частота

12 Гц – 12H0 и так далее.

3.3 Общее распределение частот

Таблица 3.3

ОНЧ, НЧ, СЧ (частоты в кГц)
10,0	140,5	Фиксированная связь, навигация, морская связь
140,5	283,5	Вещание
255,0	526,5	Радионавигация, фиксированная связь
526,0	1606,5	Вещание
1606,5	1800,0	Мобильная морская и наземная связь, фиксированная связь
1810,0	1850,0	Любительская связь
1850	2000	Любительская связь
1850	2045	Фиксированная связь, мобильная связь
2045	2173,5	Мобильная морская и наземная связь, фиксированная связь
2160	2170	Радиолокация
2173,5	2190,5	Мобильная связь
2190,5	2194	Морская связь
2194	2625	Фиксированная связь, мобильная связь
2300	2498	Вещание

Продолжение таблицы 3.3

2625	2650	Морская мобильная связь
2650	2850	Фиксированная связь, мобильная связь
2850	3155	Аэромобильная связь
ВЧ (частоты в кГц)
3155	3400	Фиксированная связь, мобильная связь
3200	3400	Вещание
3400	3500	Аэромобильная связь
3500	3800	Любительская связь, фиксированная связь, мобильная связь
3800	3900	Фиксированная связь, мобильная связь
3800	3950	Аэромобильная связь
3950	4000	Фиксированная связь, вещание
4000	4063	Фиксированная связь, морская мобильная связь
4063	4438	Морская мобильная связь
4438	4650	Фиксированная связь, мобильная связь
4650	4750	Аэромобильная связь
4750	5060	Фиксированная связь, мобильная связь, вещание
5060	5480	Фиксированная связь, мобильная связь
5450	5730	Аэромобильная связь
5730	5950	Фиксированная связь, мобильная связь
5950	6200	Вещание
6200	6525	Морская мобильная связь
6525	6765	Аэромобильная связь
6765	7000	Фиксированная связь, мобильная связь
7000	7100	Любительская связь
7100	7300	Любительская связь (только 2-й регион)
7100	7300	Вещание (регионы 1 и 3)
7300	8195	Фиксированная связь
8100	8815	Морская мобильная связь
8815	9040	Аэромобильная связь
9040	9500	Фиксированная связь
9500	10000	Вещание
10000	10100	Аэромобильная связь
10100	11175	Фиксированная связь
10100	10150	Любительская связь
11175	11400	Аэромобильная связь
11400	11650	Фиксированная связь
11650	12050	Вещание
12050	12230	Фиксированная связь
12230	13200	Морская мобильная связь
13200	13360	Аэромобильная связь
13360	13600	Фиксированная связь

Продолжение таблицы 3.3

13600	13800	Вещание
13800	14000	Фиксированная связь
14000	14350	Любительская связь
14350	15000	Фиксированная связь
15000	15100	Аэромобильная связь
15100	15600	Вещание
15600	16360	Фиксированная связь
16360	17410	Морская мобильная связь
17410	17550	Фиксированная связь
17550	17900	Вещание
17900	18030	Аэромобильная связь
18030	18068	Фиксированная связь
18068	18168	Любительская связь
18168	18780	Фиксированная связь
18780	18900	Морская мобильная связь
18900	19680	Фиксированная связь
19680	19800	Морская мобильная связь
19800	21000	Фиксированная связь
21000	21450	Любительская связь
21450	21850	Вещание
21850	21870	Фиксированная связь
21870	22000	Аэромобильная связь
22000	22855	Морская мобильная связь
22855	23200	Фиксированная связь, мобильная связь
23200	23350	Аэромобильная связь
23350	24890	Фиксированная связь, мобильная связь
24890	24990	Любительская связь
25010	25070	Фиксированная связь, мобильная связь
25070	25210	Морская мобильная связь
25210	25550	Фиксированная связь, мобильная связь
25550	25670	Радиоастрономия
25670	26100	Вещание
26100	26175	Морская мобильная связь
26175	28000	Фиксированная связь, мобильная связь
28000	29700	Любительская связь
29700	30000	Фиксированная связь, мобильная связь
ОВЧ, УВЧ (частоты в МГц)
30,0	50,0	Фиксированная связь, мобильная связь
47,0	68,0	ТВ вещание
50,0	52,0	Любительская связь (Великобритания)
50,0	54,0	Любительская связь (регионы 2 и 3)
68,0	74,8	Фиксированная связь, мобильная связь

Продолжение таблицы 3.3

74,8	75,2	Аэронавигация
75,2	87,5	Фиксированная связь, мобильная связь
87,5	108	Вещание (FM)
108	118	Аэронавигация
118	137	Аэромобильная связь
137	138	Космические корабли и спутники
138	144	Аэромобильная связь, исследования космоса
144	146	Любительская связь
146	148	Любительская связь (только регионы 2 и 3)
146	174	Фиксированная связь, мобильная связь
174	230	ТВ вещание
220	225	Любительская связь (США)
230	328,6	Фиксированная связь, мобильная связь
328,6	335,4	Аэронавигация
335,4	400	Фиксированная связь, мобильная связь
400	410	Исследования космоса, метеорология
410	430	Фиксированная связь, мобильная связь
430	440	Любительская связь, радиолокация
440	470	Фиксированная связь, мобильная связь
470	855	ТВ вещание
855	1300	Фиксированная связь, мобильная связь
902	928	Любительская связь (США)
934	935	Полоса частот персональной радиосвязи
1240	1325	Любительская связь
1300	1350	Аэронавигация
1350	1400	Фиксированная связь, мобильная связь
1400	1429	Космическая связь (линия «вверх»),фиксированнаясвязь
1429	1525	Фиксированная связь, мобильная связь
1525	1600	Космическая связь (линия «вниз»)
1600	1670	Космическая связь (линия «вверх»)
1670	1710	Космическая связь (линия «вниз»)
1710	2290	Фиксированная связь, мобильная связь
2290	2300	Космическая связь (линия «вниз»), фиксированная связь
2300	2450	Любительская связь, фиксированная связь
2310	2450	Любительская связь (Великобритания)
2300	2500	Фиксированная связь, мобильная связь
2500	2700	Фиксированная связь, космическая связь (линия «вниз»)
2700	3300	Радиолокация
3300	3400	Радиолокация, любительская связь
3400	3600	Фиксированная связь, космическая связь (линия «вверх»)
3600	4200	Фиксированная связь, космическая связь (линия «вниз»)

Продолжение таблицы 3.3

4200	4400	Аэронавигация
4400	4500	Фиксированная связь, мобильная связь
4500	4800	Фиксированная связь, космическая связь (линия «вниз»)
4800	5000	Фиксированная связь, мобильная связь
5000	5850	Радионавигация, радиолокация
5650	5850	Любительская связь
5850	7250	Фиксированная связь, космическая связь (линия «вверх»)
7250	7900	Фиксированная связь, космическая связь (линия «вниз»)
7900	8500	Фиксированная связь, мобильная связь, космическая связь
8500	10500	Радиолокация, радионавигация
10000	10500	Любительская связь
10700	12700	Космическая связь (линия «вниз»), фиксированная связь
12700	15400	Космическая связь (линия «вверх»), фиксированная связь
15600	17400	Морская мобильная связь
17700	20000	Космическая связь (линия «вверх/вниз»), фиксированная связь

3.4 Радиочастотные диапазоны

Таблица 3.4

Полоса частот	Частота	Единица измерения	Длина волны	Единица измерения	Название волнового диапазона
ОНЧ	3…30	кГц	100000…10000	м	Мириаметровый
НЧ	30…300	кГц	10000…1000	м	Километровый
СЧ	0,3…3	МГц	1000…100	м	Гектометровый
ВЧ	3…30	МГц	100…10	м	Декаметровый
ОВЧ	30…300	МГц	10…1	м	Метровый
УВЧ	0,3…3	ГГц	1…0,1	м	Дециметровый
СВЧ	3…30	ГГц	10…1	см	Сантиметровый
КВЧ	30…300	ГГц	1…0,1	см	Миллиметровый
ГВЧ	0,3…3	ТГц	0,1…0,01	см	Децимиллиметровый

Весь отведенный для ТВ вещания диапазон частот в ОВЧ и УВЧ разбит на поддиапазоны, которым присвоены следующие номера, приведенные в таблице 3.5

Таблица 3.5

Диапазон	Поддиапазон	Полоса частот, МГц	Число программ
ОВЧ	I ТВ	48,5…66	1-й, 2-й ТВК
	ОВЧ ЧМ	66…73	До 4 программ
	II ТВ	76…100	3, 4, 5-й ТВК
	III ТВ	174…230	6 – 12-й ТВК
УВЧ	IV ТВ	470…582	21 – 34-й ТВК
УВЧ	V ТВ	582…790	35 – 60-й ТВК

3.5 Распределение частот для ТВ и ОВЧ ЧМ вещания в диапазоне ОВЧ

Таблица 3.6

Номер канала	Полоса частот, МГц	Несущая частота, МГц
Номер канала	Полоса частот, МГц	изображения	звукового сопровождения
1	48,5…56,5	49,75	56,25
2	58,0…66,0	59,25	65,75
ОВЧ ЧМ	66,0…73,0	–	–
3	76,0…84,0	77,25	83,75
4	84,0…92,0	85,25	91,75
5	92,0…100,0	93,25	99,75
6	174,0…182,0	175,25	181,75
7	182,0…190,0	183,25	189,75
8	190,0…198,0	191,25	197,75
9	198,0…206,0	199,25	205,75
10	206,0…214,0	207,25	213,75
11	214,0…222,0	215,25	221,75
12	222,0…230,0	223,25	229,75

3.6 Распределение частот для ТВ вещания в диапазоне УВЧ

Таблица 3.7

Номер канала	Полоса частот, МГц	Несущая частота, МГц
Номер канала	Полоса частот, МГц	изображения	звукового сопровождения
21	470…478	471,25	477,75
22	478…486	479,25	485,75
23	486…494	487,25	493,75
24	494…502	495,25	501,75
25	502…510	503,25	509,75
26	510…518	511,25	517,75
27	518…526	519,25	525,75
28	526…534	527,25	533,75
29	534…542	535,25	541,75
30	542…550	543,25	549,75
31	550…558	551,25	557,75
32	558…566	559,25	565,75
33	566…574	567,25	573,75
34	574…582	575,25	581,75
35	582…590	583,25	589,75
36	590…598	591,25	597,75
37	598…606	599,25	605,75
38	606…614	607,25	613,75
39	614…622	615,25	621,75

Продолжение таблицы 3.7

40	622…630	623,25	629,75
41	630…638	631,25	637,75
42	638…646	639,25	645,75
43	646…654	647,25	653,75
44	654…662	655,25	661,75
45	662…670	663,25	669,75
46	670…678	671,25	677,75
47	678…686	679,25	685,75
48	686…694	687,25	693,75
49	694…702	695,25	701,75
50	702…710	703,25	709,75
51	710…718	711,25	717,75
52	718…726	719,25	725,75
53	726…734	727,25	733,75
54	734…742	735,25	741,75
55	742…750	743,25	749,75
56	750…758	751,25	757,75
57	758…766	759,25	765,75
58	766…774	767,25	773,75
59	774…782	775,25	781,75
60	782…790	783,25	789,75
61	790…798	791,25	797,75
62	798…806	799,25	805,75
63	806…814	807,25	813,75
64	814…822	815,25	821,75
65	822…830	823,25	829,75
66	830…838	831,25	837,75
67	838…846	839,25	845,75
68	846…854	847,25	853,75
69	854…862	855,25	861,75
70	862…870	863,25	869,75
71	870…878	871,25	877,75
72	878…886	879,25	885,75
73	886…894	887,25	893,75
74	894…902	895,25	901,75
75	902…910	903,25	909,75
76	910…918	911,25	917,75
77	918…926	919,25	925,75
78	926…934	927,25	933,75
79	934…942	935,25	941,75
80	942…950	943,25	949,75
81	950…958	951,25	957,75

3.7 Требования к стабильности частоты

Требования к стабильности частоты определяются допустимыми нестабильностями частоты радиопередатчика, зависящими от его диапазона и назначения. Часть этих требований, рекомендованных «Нормами на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков всех категорий и назначений», приведена в таблице 3.8. Они во многом определяются электромагнитной совместимостью радиосредств.

Таблица 3.8

Полоса частот, включая

верхний и исключая нижний пределы, кГц

Категория станции

Допустимые

отклонения

частоты, Гц

10…535

535…1605

1605…4000

(4…29,7)10³

(29,7…100)10³

Радиовещательные

Подвижные для судов:

- спасательных;

- воздушных.

Радиовещательные

Сухопутные береговые станции

мощностью:

- менее 500 Вт;

- более 500 Вт.

Радиовещательные

Радиовещательные (кроме телевизионных):

- менее 50 Вт;

- более 50 Вт.

Телевизионные ( звук и изображение):

- менее 1000 Вт;

- более 1000 Вт.

Космические

10

30

20

10

50

30

10

50

20

40

100

30

В ряде случаев может быть задана относительная нестабильность частоты, например:

для КВ передатчиков магистральной связи с ОМ ε = (1…5)10^-7;

для передатчиков низовой связи ε = (5…30)10^-6;

для передатчиков радиорелейной и спутниковой связи ε = (20…50)10^-7;

для широкополосных передатчиков цифровых РРЛ ε = (1…5)10^-3;

для возбудителей телевизионных передатчиков 6-12 каналов МВ и ДМВ диапазона ε = (1…5)10^-8.

О методах обеспечения заданной стабильности частоты можно узнать из [13].

4 Расчетная часть курсовой работы

4.1 Расчет структурной схемы передатчика

Расчет структурной схемы передатчика начинают с выбора лампы или транзистора в оконечном каскаде, но при этом следует учитывать построение структурных схем типовых передатчиков. Необходимо обратить внимание, из скольких полукомплектов состоит передатчик, на вид используемой в нем модуляции, количество фильтрующих систем между антенной и выходным каскадом, количество усилительных элементов в каскаде.

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

. (4.1)

Для передатчиков с однополосной или частотной модуляцией, амплитудной или частотной манипуляцией, телевизионных передатчиков изображения мощность составит

. (4.2)

Для передатчиков с амплитудной модуляцией, осуществляемой в маломощных каскадах или на управляющую сетку выходного каскада (последнее применяется редко), мощность составит

, (4.3)

где n – число, учитывающее количество полукомплектов либо количество ЭП в каскаде;

- КПД симметрирующих широкополосных трансформаторов с ферритовым сердечником, который применяется при переходе от несимметричного (однотактного) выхода передатчика для подключения к симметричным фидерам, ;

- КПД моста сложения мощностей, которые применяются обычно в передатчиках большой мощности (обычно радиовещательных) для повышения надежности их работы. Такие передатчики состоят из двух

полукомплектов, каждый из которых может работать самостоятельно, ;

- КПД телевизионного фильтра, который обычно стоит между фидером и передатчиком и не пропускает частоты выше 35-40 МГц, т.е. частоты каналов телевизионного вещания, ;

- КПД резонансной фильтрующей системы, который зависит от мощности излучения передатчика и диапазона рабочих частот.

Примерные значения выходных ступеней передатчиков приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Диапазон волн	Мощность передатчика, кВт
Диапазон волн	1-5	5-20	20-100	100-500
Длинные и средние волны	0,75-0,8	0,8-0,85	0,85-0,9	0,9-0,95
Короткие волны	0,7-0,75	0,75-0,8	0,8-0,85	0,85-0,9
Ультракороткие волны	0,75-0,8	0,8-0,85	-	-

После определения мощности с учетом рабочей частоты по справочнику выбирают транзистор или лампу.

Далее, учитывая вид применяемой в оконечной ступени модуляции, ее режим работы, схему включения и крутизну ЭП, по таблице 4.2 или по справочнику ориентировочно определяют коэффициент усиления по мощности каскада.

Вычислим ориентировочное значение мощности (n-1) каскада

, (4.4)

где - выходная мощность n-го каскада (выходного).

На эту мощность и рабочую частоту выбирают лампу или транзистор (n-1) каскада. Ориентировочные значения Кр приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Виды модуляции	Напряженность режима	Тип лампы	Схема

1. Резонансные каскады

Продолжение таблицы 4.2

Усиление колебаний с постоянной амплитудой (А1, F1, F6)	Слабо перенапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	20-30	60-80
		Тетроды, пентоды	ОС	-	12-15
		Триоды	ОК ОС	10-12 5-7	12-15 10-12
Умножение частоты в n раз, n=2 или 3	Слабо перенапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	(20-30)/n
Умножение частоты в n раз, n=2 или 3	Слабо перенапряженный	Триоды	ОК ОС	(10-12)/n (5-7)/n
Усиление модулированных по амплитуде колебаний (А3, А3j, А3В)	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК^I⁾	15-25	40-50
		Тетроды, пентоды	ОС	8-10	12-15
		Триоды	ОК^I⁾ ОС	10-12 5-7	12-15 10-12
Анодно-экранная амплитудная модуляция (А3)	Граничный, слабо перенапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	15-20	30-50
Анодная комбинированная амплитудная модуляция	Перенапряженный	Триоды	ОК ОС	10-12 5-7	12-15 10-12
2. Широкополосные каскады при полосе частот от 1,5-2 до 25-30 МГц
Усилитель с распределенным усилением с числом активных звеньев до 10	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	30-100
Усилитель с широкополосными трансформаторами	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	3-10
Одноламповый усилитель, нагруженный на согласованный фильтр	Недонапряженный	Тетроды, пентоды	ОК	3-10

Для каскадов УМК указано с учетом потерь мощности в балластных сопротивлениях.

Используя эту формулу последовательно от более мощной к менее мощной ступени, выбирают ЭП в остальных каскадах передатчика.

При этом необходимо учитывать, что в промежуточных каскадах, где осуществляется переход к однотактной схеме с двухтактной, увеличивается мощность, требуемая от однотактной схемы каскада, в два и более раз.

В автоматизированных передатчиках, в промежуточных маломощных каскадах применяются широкополосные усилители часто в виде усилителей с распределенным усилением (УРУ), где в качестве нагрузки используются широкополосные трансформаторы.

В современных передающих устройствах маломощные каскады (Вт) строят на современных высокочастотных транзисторах. Предварительные каскады работают в классе А или АВ. Более мощные оконечные каскады строят на транзисторах в классах АВ и В по блочно-модульному принципу с применением квадратурных мостов сложения [10].

Самая первая ступень высокочастотного тракта передатчика – это возбудитель, который обычно выбирают стандартным при работе в заданном рабочем диапазоне частот и требуемым родом работы ( таблица 4.3).

Таблица 4. 3

Тип возбудителя	Диапазон частот, МГц	Относи-тельная нестабиль-ность частоты	Вид работы	В	Ом	Уровень нерабочих составляю-щих спектра, дБ
ВО-71	1,5-30	2^.10^-7	А1, А3А, А3В, А3Н, А3, F1, F3, F6	0,8	75	-54
«Декада»	3-30	2^.10^-7	то же	1	75	-50
ВК-74	1,5-30	5^.10^-9	то же	1	-	-80
«Синхронизатор»	0,15-1,6	5^.10^-8	А3	10	75	-66
«Бриз»	0,15-1,6	5^.10^-9	А3	1	-	-70

В УКМ ЧМ радиовещательных и связных передатчиках используются умножители частоты. В этом случае мощность, требуемая от умножителя частоты, составит

, (4.5)

где n – число умножения частоты.

В таких передатчиках чаще всего применяется прямой метод получения ЧМ. Работают эти передатчики обычно на фиксированные частоты, поэтому модуляция осуществляется в задающем генераторе (АГ) с кварцем. Высокую стабильность АГ можно получить, если при настройке его на частоту не более 10 МГц девиация частоты не будет превышать 5 кГц.

Общее число умножений в передатчике УКВ ЧМ вещания составит . Полученное число n увеличивают до целого числа в большую сторону с учетом использования в ВЧ тракте удвоения и утроения частоты. Например, получаем n = 5, увеличиваем до n = 6, тогда в тракте используем удвоитель и утроитель частоты.

С учетом выбранного числа умножения n уточняем частоту и девиацию частоты задающего генератора

. (4.6)

Необходимо помнить, что приведенные расчеты структурных схем являются приблизительными.

4.2 Методика расчета режимов ламповых ступеней передатчиков

Исходными данными для расчета являются:

- Р1 - заданное значение выходной мощности;

- f –значение рабочей частоты.

1. По заданным параметрам выбирают лампу и выписывают паспортные данные заданной или выбранной для расчета лампы и ее выходные , проходные и входные характеристики.

2. Рассчитывают минимальное напряжение на аноде. Этой величиной можно задаться приблизительно на выходных характеристиках лампы в зависимости от заданного для расчета режима работы. Для граничного режима лежит в области изгибов характеристик. Для недонапряженного – немного правее граничного режима. Коэффициент использования анодного напряжения для граничного режима определяют по формуле

. (4.7)

Рисунок 4.1 - Определение граничного режима

3. Колебательное напряжение на аноде лампы составит

. (4.8)

4. Рассчитывают первую гармонику анодного тока

. (4.9)

Вторым выражением для расчета тока пользуются, если задано сопротивление нагрузки , на котором выделяется колебательная мощность .

5. Определяют сопротивление нагрузки для схемы с общим катодом

. (4.10)

Для схемы с общей сеткой определяют после нахождения напряжения возбуждения.

6. Далее следует задаться углом отсечки анодного тока.

Если на выходе передатчика требуется получить большую мощность излучения и высокий КПД, то выбирают угол отсечки .

При требовании получения большой мощности и высокой линейности берут 110 – 120^0
.

При работе с высоким КПД берут и по таблице 4.4 выписывают значения коэффициентов разложения косинусоидального импульса , .

7. Определяют постоянную составляющую анодного тока

. (4.11)

8. Величина импульса анодного тока

. (4.12)

9. Мощность, потребляемая от источника питания анода

. (4.13)

10. КПД анодной цепи

. (4.14)

11. Мощность рассеивания на аноде составляет

. (4.15)

Мощность сравнивается с мощностью , указанной в справочных данных на эту лампу.

Расчет цепи управляющей сетки

1. Напряжение возбуждения определяют по формуле

, (4.16)

где S и D берут из справочных данных лампы или определяют по характеристикам лампы.

2. Напряжение смещения составит

. (4.17)

Для , . На выходных или проходных характеристиках находят величину

Рисунок 4.2.- Вольтамперные характеристики лампы

Рисунок 4.3 - Определение напряжения запирания лампы

3. Напряжение возбуждения может быть найдено

. 4.2.12

4 Далее следует обратить внимание на величину напряжения .

Если это напряжение отрицательно, то токи управляющей сетки отсутствуют и дальше ее рассчитывать не надо. Если величина положительна, то приводят расчет управляющей сетки полностью.

Определяют угол отсечки тока управляющей сетки

, (4.19)

и по таблице 4.4 определяют .

5. По характеристикам сеточных токов определяют значения импульсов токов управляющей и экранизирующей сеток.

Рисунок 4.4 - Характеристики сеточных токов лампы

Если эти характеристики не приводятся в справочниках, то расчет цепи управляющей и экранирующей сеток проводят по приблизительным формулам

Для триода

Для тетрода, пентода

6. Постоянная составляющая тока управляющей сетки равна

. (4.20)

7. Амплитуда первой гармоники тока управляющей сетки составит

,

или

. (4.21)

8. Определяют мощность возбуждения для схемы с общим катодом

,

для схемы с общей сеткой

. (4.22)

9. Проходную мощность для схемы с общей сеткой определяют по формуле

. (4.23)

10. Мощность, выделяемая в источнике смещения, составит

. (4.24)

11. Мощность, рассеиваемая на управляющей сетке, составит

. (4.25)

Расчет цепи экранирующей сетки

1. Угол отсечки тока экранирующей сетки

, (4.26)

определяют и по таблице № 4.4 выписывают значение .

2. Постоянная составляющая тока экранирующей сетки

. (4.27)

3. Мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке

. (4.28)

Для схемы с общей сеткой

1. Сопротивление нагрузки

. (4.29)

2. Колебательная мощность

. (4.30)

3. Коэффициент усиления

. (4.31)

Таблица коэффициентов для косинусоидального импульса

Таблица 4.4


1	1,000	0,004	0,007	5,5^.10^-7	1,1^.10^-6	95	-0,087	0,334	0,510	0,363	0,554
5	0,996	0,018	0,037	7,0^.10^-5	0,00014	100	-0,174	0,350	0,520	0,411	0,611
10	0,985	0,036	0,073	0,00056	0,0011	105	-0,259	0,364	0,526	0,458	0,662
15	0,966	0,055	0,110	0,0019	0,0038	110	-0,342	0,379	0,531	0,508	0,712
20	0,940	0,074	0,146	0,0045	0,0088	115	-0,423	0,392	0,534	0,558	0,760
25	0,906	0,093	0,181	0,0087	0,0170	120	-0,500	0,406	0,536	0,609	0,804
30	0,886	0,111	0,215	0,015	0,029	125	-0,574	0,419	0,536	0,659	0,843
35	0,819	0,129	0,248	0,023	0,045	130	-0,643	0,431	0,534	0,708	0,878
40	0,766	0,147	0,280	0,034	0,066	135	-0,707	0,443	0,532	0,756	0,908
45	0,707	0,165	0,310	0,049	0,091	140	-0,766	0,453	0,528	0,801	0,934
50	0,643	0,183	0,339	0,065	0,121	145	-0,819	0,463	0,525	0,842	0,955
55	0,574	0,201	0,366	0,086	0,156	150	-0,866	0,472	0,520	0,881	0,970
60	0,500	0,218	0,391	0,109	0,196	155	-0,906	0,480	0,515	0,917	0,983
65	0,423	0,236	0,414	0,136	0,239	160	-0,940	0,487	0,510	0,945	0,89
70	0,342	0,253	0,436	0,166	0,288	165	-0,966	0,492	0,506	0,967	0,996
75	0,259	0,269	0,455	0,199	0,337	170	-0,985	0,496	0,502	0,985	0,998
80	0,174	0,286	0,472	0,236	0,390	175	-0,996	0,499	0,500	0,997	0,999
85	0,087	0,302	0,487	0,276	0,445	180	-1,000	0,500	0,500	1,000	1,000
90	0,000	0,318	0,500	0,318	0,500

4.3 Методика расчета каскада усиления передатчика на транзисторе в граничном режиме для схем с ОЭ и ОБ

Исходными данными для расчета являются:

- Р1 - заданное значение выходной мощности;

- f –значение рабочей частоты.

Для расчета необходимо выбрать транзистор и выписать параметры выбранного транзистора

Расчет коллекторной цепи для схемы с ОЭ

1. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе

, (4.32)

2. Максимальное напряжение на коллекторе

. (4.33)

3. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

. (4.34)

4. Постоянная составляющая коллекторного тока

. (4.35)

5. Максимальный коллекторный ток

при ,

при . (4.36)

6. Максимальная мощность, потребляемая от источника коллекторного питания

. (4.37)

7. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора

. (4.38)

8. КПД коллекторной цепи

. (4.39)

9. Сопротивление коллекторной нагрузки

. (4.40)

Расчет входной цепи для схем с ОЭ

Смещение на базу может быть подано через делитель

, (4.41)

Рисунок 4.5

в реальных схемах на частотах сопротивления и можно не ставить.

1. Амплитуда тока базы

, (4.42)

где .

2. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе

. (4.43)

3. Постоянная составляющая базового тока

. (4.44)

4. Постоянная составляющая эмиттерного тока

. (4.45)

5. Напряжение смещения на эмиттерном переходе

. (4.46)

6. Значение

. (4.47)

7. Значение

. (4.48)

8. Значение

. (4.49)

9. Значение

. (4.50)

10. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления

_,

. (4.51)

11. Входная мощность

. (4.52)

12. Коэффициент усиления по мощности транзистора

. (4.53)

Расчет входной цепи для схем с ОБ

1. Амплитуда входного тока (тока эмиттера)

, (4.54)

где .

2. Дополнительное сопротивление между выводами базы и эмиттера транзистора, включаемое для устранения «перекоса» в импульсах коллекторного тока

, (4.55)

в реальных схемах сопротивление R Д можно увеличить до 10 раз.

3. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе

. (4.56)

Если напряжение Uбэ мах превышает допустимое значение, необходимо уменьшить сопротивление Rд. При этом, чтобы выполнялось равенство

τзак = τоткОБ , параллельно сопротивлению Rд необходимо включать дополнительную емкость

. (4.57)

4. Напряжение смещения на эмиттерном переходе

. (4.58)

5. Значение входного сопротивления транзистора

. (4.59)

6. Реактивная составляющая входного сопротивления

. (4.60)

7. Входная мощность

. (4.61)

8. Коэффициент усиления по мощности транзистора

. (4.62)

4.4 Методика расчета удвоенного П-образного

нагрузочного контура

Каждому передатчику отводится определенный спектр частот. Этот спектр частот является основным, полезным. Все колебания, выходящие за его пределы, являются побочными. К выходной колебательной системе передатчика, помимо трансформации нагрузочного сопротивления (входного сопротивления фидера или антенны) в оптимальное сопротивление Rэ (Rк) на частоте первой гармоники в полосе пропускания, предъявляются высокие требования по обеспечению заданного ослабления (фильтрации) высших гармоник, создающих внеполосное излучение.

Рисунок 4.6 - Схема контура

Исходными данными для расчета являются:

- Р1 - заданное значение выходной мощности;

- Рп доп - допустимое значение мощности побочного излучения;

- КСВ – коэффициент стоячих волн;

- Rк (Rэ) – выходное сопротивление оконечного каскада;

- Rн – сопротивление нагрузки;

- fmax – максимальное значение рабочей частоты.

1. Рассчитаем необходимый коэффициент фильтрации

. (4.63)

2. Рассчитаем добротность контура

. (4.64)

3. КПД контуров

, (4.65)

где Q_ХХ – добротность ненагруженного контура.

4. Проверяем, что заданное сопротивление нагрузки (фидера) больше минимально допустимого

, (4.66)

- должно выполняться.

5. Среднее сопротивление

. (4.67)

6. Сопротивление

. (4.68)

7. Сопротивление

. (4.69)

8. Сопротивление

. (4.70)

9. Рассчитаем ёмкость

. (4.71)

10. Рассчитаем ёмкость

. (4.72)

11. Рассчитаем ёмкость

. (4.73)

12. Сопротивление

. (4.74)

13. Сопротивление

. (4.75)

14. Для проверки правильности сделанных вычислений воспользуемся соотношением

. (4.76)

15. Рассчитаем коэффициенты трансформации схемы

. (4.77)

16. Рассчитаем добротности П – контура (ёмкости подставляем в мкФ)

,

, (4.78)

где .

17. Коэффициенты фильтрации контуров

,

где n - номер гармоники (в большинстве случаев n = 2),

. (4.79)

18. Общий коэффициент фильтрации

, (4.80)

если Ф > Фт.з – выполняется, то наш ВКС обеспечивает необходимое подавление высших гармоник.

19. Рассчитаем величины индуктивностей катушек

. (4.81)

4.5 Методика расчета автогенератора

Исходными данными для расчета являются:

- Р1 - заданное значение выходной мощности;

- f0 –значение рабочей частоты.

Расчет автогенератора, выполненного по схеме, показанной на рисунке 4.7, выполняется в следующей последовательности:

Рисунок 4.7

1.Выбираем транзистор малой мощности и фиксируем его параметры:

2. Вычисляем

, (4.82)

при этом значение генерируемой частоты f0 не должно превышать fβ.

3. Выбрав тип транзистора, находим по справочным данным

. (4.83)

4. Выбираем коэффициент обратной связи и угол отсечки выходного тока в АГ

, , (4.84)

тогда

5. Рассчитываем корректирующую цепочку

,

, (4.85)

где - сопротивления, корректирующие частотные свойства транзистора в открытом и закрытом состояниях соответственно. Должно выполняться условие , в противном случае следует выбрать другой транзистор. При использовании транзистора с коррекцией крутизна переходной характеристики может быть рассчитана по формуле , остальные параметры транзистора не отличаются от параметров транзистора без коррекции.

6. Расчет электрического режима АГ. При работе транзисторов в классах АВ, В, С и использовании корректирующих цепей коллекторный ток имеет форму косинусоидальных импульсов с углом отсечки , расчет режима транзистора можно проводить по известной общепринятой методике с использованием коэффициентов и .

Рассчитываем параметры АГ:

. (4.86)

Неравенство есть условие получения недонапряженного режима при относительно слабой зависимости барьерной емкости коллекторного перехода от напряжения (для увеличения стабильности частоты).

7. Расчет колебательной системы АГ. При расчете колебательной системы АГ, как правило, задаются волновым сопротивлением контура = 50…200 Ом. В диапазоне 10…30 МГц обычно индуктивность контура выбирается равной L = 1…9 мкГн. Выбрав величину L с добротностью Q_L = 100…250, вычисляем параметры

(4.87)

Чтобы сопротивление нагрузки , пересчитанное к выходным электродам транзистора, не снижало заметно добротность контура, достаточно принять . Добротность последовательной цепочки (рисунок 4.7) , а емкость .

Так как , то .

8.Расчет цепей смещения и питания транзистора. При обозначении из рисунка 4.7 следует, что

, (4.88)

где и - постоянные составляющие токов эмиттера и базы соответственно. Исходя из условия необходимости слабой зависимости генерируемой частоты от изменения внешних условий, надо обеспечить

, (4.89)

где и .

Обозначив , получим ,

,

(4.90)

Блокировочную емкость выбираем из условия

,

при этом требуется

. (4.91)

4.6 Методика расчета ГВВ на пролетных клистронах

Особенности расчета режима и проектирование цепей

Расчет режима подразумевает установление значений напряжения на аноде , тока катода и мощности возбуждения , обеспечивающих получение требуемой мощности в нагрузке при допустимом уровне нелинейных искажений. Такой подход позволяет ограничиться рассмотрением «внешних» параметров прибора, его АХ и ФАХ. В каналах многостанционного доступа усилители должны иметь близкие к линейным амплитудную и укладывающиеся в трафареты допусков частотные характеристики - АЧХ и ХГВЗ. Мощность стремятся получить при максимально полном КПД. Его определяют как произведение электронного и контурного КПД. Контурный обычно высок, что позволяет оптимизировать значение . Выбор последнего основан на результатах исследований с помощью ЭВМ процесса преобразования кинетической энергии сгруппированного электронного потока в энергию радиочастотных колебаний. Они показывают, что оптимальное значение коэффициента использования напряжения на выходном зазоре составляет 1.2 ... 1.3.

Отметим, что в силу соизмеримости времени пролета электронами зазора с периодом радиочастотных колебаний при названных значениях возврата электронов не происходит, все они движутся в зазоре поступательно. Требуемые напряжения реализуют надлежащим выбором сопротивления нагрузки , пересчитанного к зазору. Значение КПД зависит еще и от конструкции зазора, а также величины нормированной амплитуды первой гармоники конвекционного тока . Для хорошо сгруппированного электронного потока . Зависимость электронного КПД от сопротивления называют нагрузочной характеристикой. Ее рассчитывают на ЭВМ, вводя нормированную переменную . Благодаря применению нормированных переменных, нагрузочные характеристики имеют обобщенный характер и справедливы для приборов с различными абсолютными значениями напряжения , тока и сопротивления . Оптимальные значения . Спад КПД после максимума связан не с возвратом электронов (перенапряженный режим), а с ухудшением их торможения при возрастающем времени пролета зазора.

Определение исходных данных к расчету режима. Для расчета режима клистронного усилителя необходимо знать величины нормированных тока и сопротивления . Значением тока будем задаваться, сопротивление оценим расчетным путем. По определению . Сопротивление обусловлено в основном двумя параметрами конструкции, характеризующими сосредоточенную емкость зазора, а именно радиусом пролетного канала и расстоянием d между торцами труб, которые образуют зазор. Приближенно . Отсутствие сведений о значениях d и заставляет пользоваться ориентировочной оценкой. Для мощных приборов дециметрового диапазона = 120...140 Ом, сантиметрового = 80...100 Ом. Значением зададимся. Добротность . Затухание , где - полное затухание выходного резонатора, а - его слагаемое, которое учитывает влияние на частотные свойства резонатора активной составляющей электронной проводимости. Полное затухание определим по известным паспортным данным: полосе усилителя и отклонению М АЧХ в ней. Обычно отклонение АЧХ выходной цепи М_ВЫХ = (0.5...0.8)М. Введем вспомогательный параметр h, который связан с М отношением М = 10lg(l + h). Отсюда следует . Затухание . Рассчитаем затухание . Нормированную активную проводимость определяют геометрические размеры зазора. Приближенно ее можно принять 0.10...0.14. Сопротивление . Номинальное значение . Корректность решения проверим по окончании поверочного расчета режима сопоставлением найденного и паспортного значений КПД. Их возможное расхождение связано с ориентировочным выбором значения и приближенным расчетом затухания . Контурный КПД выходного резонатора . Затухание ненагруженного резонатора составляет (0.5...1.0)^.10^-3.

Расчет режима. Его полезно выполнить даже в том случае, когда работа ведется в режиме, указанном в паспорте прибора. Являясь поверочным, он позволяет понять особенности выбора напряжения анода и тока катода, уяснить взаимосвязь двух важнейших параметров усилителя - КПД и полосы. Тот же порядок расчета используют для определения режима при работе с пониженным против номинала уровнем мощности в нагрузке.

Исходными данными к расчету являются требуемая мощность в нагрузке, сопротивление , КПД выходной цепи, фидера и включенных в него элементов (~0.8), микропервеанс электронного потока. Последний находят с помощью формул при номинальных и .

1.Амплитуда напряжения на зазоре

. (4.92)

2. Амплитуда первой гармоники наведенного тока

. (4.93)

3. Амплитуда первой гармоники конвекционного тока

. (4.94)

Коэффициент взаимодействия = 0.8...0.9. Поправка учитывает нелинейную зависимость между наведенным и конвекционным током. Она равна той нормированной к анодному напряжению амплитуде ВЧ напряжения на зазоре, которая получается при расчете наведенного тока по формулам малого сигнала, т.е. без учета нелинейных явлений в зазоре выходного резонатора: . Коэффициент учитывает уменьшение наведенного тока, вызываемое различием начальных скоростей электронов на входе в выходной зазор (так называемый «разброс скоростей»): . Вычислим значение , для чего зададимся относительной амплитудой конвекционного тока . Ее определяют процессы в группирователе клистрона. В широкополосных клистронах, когда полоса выходной цепи мало отличается от полосы усилителя, рекомендуют взять = 1.3...1.4. Ток катода . Коэффициент запаса 1.05 учитывает токораспределение в лампе. Из-за несовершенства фокусировки небольшая часть тока катода попадает на анод до выходного резонатора. Этот ток минимален в статическом режиме и несколько увеличивается при подаче на вход клистрона мощности возбуждения. В режиме усиления ток анода может заметно превышать значение за счет электронов, оседающих на анод за выходным зазором. В любом случае должно выполняться условие . Ток коллектора клистрона

4. Напряжение источника анодного питания, которое необходимо для получения расчетного тока катода

. (4.95)

5. Мощность, подводимая к лампе от источника анодного напряжения

. (4.96)

6.Коэффициент полезного действия усилителя

. (4.97)

Систему охлаждения обычно проектируют так, чтобы отводить тепло, образующееся в статическом режиме. В таком случае подводимая мощность Р₀ равна мощности рассеяния на коллекторе и аноде. Распределение мощностей рассеяния зависит от токопрохождения, которое оценивается коэффициентом . Здесь , поэтому практически вся мощность, подводимая от источника ускоряющего (анодного) напряжения, рассеивается на коллекторе клистрона. В режиме усиления мощность, рассеиваемая электродами, уменьшается: . Строгая оценка мощностей, рассеиваемых электродами клистрона, затруднена, поскольку электроны покидают зазор с различными скоростями. Часть из них попадает на анод за выходным зазором и увеличивает ток этого электрода. Полагая скорости всех электронов на выходе из последнего зазора одинаковыми, определим приближенно мощности, рассеиваемые коллектором и анодом, приняв . Тогда

,

. (4.98)

Определение коэффициента усиления. Корректный расчет усиления при малой погрешности определения характеристик сопротивлении резонаторов и параметров электронного потока выполняют на ЭВМ. В связи со сказанным примем К_Р, указанный в паспорте прибора.

Проектирование резонансных цепей клистрона. Частотные характеристики клистронного усилителя получают, исследуя его комплексный коэффициент усиления: , задаваемый отношением амплитуд напряжений падающих волн в нагрузочном и входном фидерах. По определению . Выше введены коэффициенты передачи входной и выходной цепей. Для расчета удобно ввести понятие средней крутизны . Она связывает ток , питающий соответствующий контур, и напряжение на n-м зазоре. Крутизна участка клистрона, включающего пространство группирования между n-м и (n+r)-м зазорами, в котором под действием напряжения на n-м зазоре создается ток в цепи (n+r)-го

. (4.99)

В этой формуле , постоянная учитывает влияние сил пространственного заряда на группировку электронов (), расстояние между центрами зазоров , а фазовая постоянная плазмы , где - постоянная скорость электронов. Пролетные трубы ориентировочно можно считать такими, что = 1 рад. Приближенно максимальная крутизна

, (4.100)

где - мкА/В^3/2,

- кВ,

- мА/В.

Усиление на участке между двумя зазорами

. (4.101)

Многорезонаторный клистрон подобен многокаскадному усилителю, но отличается от него тем, что каждую пару зазоров с подключенными к ним резонаторами и пролетным пространством между ними можно считать усилительным каскадом. Четырехрезонаторный клистрон приводится в эквивалентной схеме (рисунок 4.8). На ней даны усилители не только с расположенными рядом резонаторами, но и учитывающие влияние так называемых несоседних резонаторов. Результирующий коэффициент усиления

. (4.102)

В этой формуле функция учитывает роль усилительных каскадов с несоседними резонаторами. Она слабо влияет на среднее в полосе значение усиления, но вносит значительную неравномерность АЧХ. Если пренебречь влиянием сомножителя , то параметры цепи усилителя можно рассчитать так же, как для полосового фильтра. Ошибка при этом оказывается недопустимо большой, и ее трудно скорректировать в натурном эксперименте.

Для уточнения параметров резонаторов предлагаются таблицы 4.5 и 4.6. При составлении таблиц считалось, что полоса усилителя определяется его выходной цепью. Группирователь (все пролетные пространства и резонаторы, кроме выходного) формирует АЧХ тока с малой неравномерностью. Характеристика тока аппроксимирована по Чебышеву. В таблицах даны нормированные к полосе затухания и удвоенные расстройки . Полное сопротивление эквивалентного контура

. (4.103)

Параметром таблиц служит постоянная

. (4.104)

Рисунок 4.8 – Эквивалентная схема четырехрезонаторного клистрона

Таблица 4.5

Со

8,0

6,0

4,0

3,0

0,625/ 0,136

0,625/ 0,183

0,624/ 0,282

0,617/ 0,385

0,376/ 1,02

0,397/ 1,02

0,442/ 1,01

0,448/ 1,01

0,376/ 1,02

0,397/ 1,02

0,442/ 1,01

0,448/ 1,01

Таблица 4.6

Со

4,0

3,5

3,0

0,504/ 0,201

0,515/ 0,170

0,529/ 0,131

0,344/ 0,644

0,331/ 0,675

0,311/ 0,710

0,253/ 1,02

0,264/ 1,02

0,278/ 1,02

0,098/ 1,02

0,090/ 1,02

0,086/ 1,01

Результаты расчета нормированных и абсолютных затуханий, добротностей , расстроек и полезно свести в таблицу. Этими сведениями пользуются разработчики приборов. Значения затуханий и расстроек и необходимые пределы их регулировок уточняют на этапе ОКР при создании лампы. При эксплуатации усилителя подстройка резонаторов нежелательна. Приборы настраивают на требуемые частотные характеристики на заводе-изготовителе или в процессе их подготовки к установке в действующую аппаратуру.

Определение требований к источникам питания. Нелинейным режимам, которые характерны для аппаратуры ЗС, свойственна слабая чувствительность КПД к вариациям напряжения анода . Паразитная АМ определяется в этом случае пульсациями подводимой мощности, ее глубина (по напряжению) . Определяющей является паразитная фазовая модуляция.

Пример. Выполним поверочный расчет номинального режима усилителя на клистроне КУ-371.

Подводимая мощность

.

Ток катода

.

Первеанс

Последнее ниже обозначено .

Сопротивление

Приступим к поверочному расчету. Найдем сопротивление Положим, что отклонение М_вых от максимума в полосе 28 МГц составит 1 дБ. Несущую частоту выберем равной 4.5 ГГц. Параметр

Полное затухание

Сопротивление Z_CNпримем равным 90 Ом.

Затухание

Сопротивление

Нормированное сопротивление

Это существенно ниже оптимального, что позволяет предположить применение двухконтурной выходной цепи (рисунок 4.9).

Рисунок 4.9

Пусть АЧХ цепи максимально плоская, увеличение сопротивления для отклонения М_вых=1 дБ достигает тогда двукратного.

Теперь

а нормированное сопротивление

,

и можно рассчитывать на получение близкого к паспортному значения КПД.

Напряжение

Первая гармоника наведенного тока

Для определения тока зададимся его нормированным значением и найдем параметры:

,

и .

Ток

.

Ток катода

.

Напряжение

.

Рассчитаем затухания и расстройку относительно центральной частоты полосы .

Максимальная крутизна

.

Параметр таблиц

.

Такое значение обеспечивает высокое усиление уже в четырехрезонаторном приборе, что и соответствует его паспорту. Различие в значениях параметров в соседних строках таблицы 4.5 и 4.6 невелико, допустимо принять параметры ближайшей строки в примере с параметром = 6.0. Рассчитаем, пользуясь данными в таблице нормированными затуханиями и расстройками , их абсолютные значения. Результаты сведем в таблицу 4.7. На этом проектирование усилителя закончим.

Таблица 4.6

n

1

2

3

4

0,626

0,004

0,183

2,56

257

0,367

0,023

-1,02

-14,3

427

0,230

0,0014

1,03

14,4

619

-

0,0122

0

82

4.7 Методика расчета цепей связи с нагрузкой

В усилителях мощности и умножителях частоты, которые будем называть далее генераторами, применяют индуктивную, емкостную и кондуктивную связи с нагрузкой. Анодный контур связан с нагрузкой коаксиальным кабелем (фидером). При расчете элементов связи полагаем, что фидер согласован, т. е. работает в режиме бегущей волны. Это возможно, если сопротивление нагрузки активно Zн=Rн и равно волновому сопротивлению фидера Rн = ωф.

Цель расчета элементов связи состоит в определении их геометрических размеров и места расположения в анодном контуре. Размеры элементов связи должны быть меньше длины волны, чтобы не нарушать распределения поля вдоль линии и не мешать перемещению органов настройки контура.

Индуктивная связь осуществляется с помощью петли, которой заканчивается внутренний провод фидера, идущего к нагрузке. Для уменьшения размеров петли связи ее следует размещать в пучности тока. Связь можно регулировать поворотом петли. Применение индуктивной связи почти не снижает электрической прочности контура, и поэтому ее можно использовать в мощных генераторах.

В случае емкостной связи внутренний провод фидера переходит в штырь, который часто заканчивается пластиной. Размеры пластины минимальны, если емкость размещена вблизи пучности напряжения. Емкость можно регулировать, перемещая пластину, что удобно для диапазонных генераторов. Применение емкостной связи снижает электрическую прочность контура, и поэтому в мощных генераторах использовать её не всегда возможно. Кондуктивная связь применяется в узкодиапазонных генераторах или генераторах, работающих на фиксированной волне, так как она наименее удобна для регулирования.

Индуктивная связь с нагрузкой. Форма витка связи может быть круглая, эллиптическая, квадратная или прямоугольная. Петля размещена в КЗ поршне (рисунок 4.10, а) или на стенке внешней трубы вблизи КЗ поршня (рисунок 4.10, б).

Задача расчета состоит в том, чтобы определить размеры петли, при которых обеспечивается заданная мощность в нагрузке. Расчет обычно проводится приближенно, в предположении, что введение петли связи в анодный контур не искажает распределения электромагнитного поля.

ЭДС, наводимая в петле связи, зависит от площади и пронизывающего ее магнитного потока. Последний, в свою очередь, определяется током в пучности Iплинии. Зная результаты расчета режима генератора и требуемую мощность в нагрузке Рн, можно было бы определить площадь витка связи, если бы последний не имел собственной индуктивности Lв. Наличие индуктивности Lв приводит к тому, что ЭДС, наведенная в витке, распределяется между сопротивлением витка jωLви входным сопротивлением фидера ωф (рисунок 4.11, а). Напряжение на нагрузке Uф=Uн меньше ЭДС.

Рисунок 4.10 – Индуктивная связь с нагрузкой:

а - виток включен в КЗ поршень; б - вблизи поршня

Рисунок 4.11 – Эквивалентные схемы индуктивной связи с нагрузкой без емкости (а) и с емкостью (б), компенсирующей индуктивность витка

Таблица 4.8

Размеры витка, мм

Диаметр провода витка d, мм

Индуктивность витка*) Lв, нГн

Индуктивное сопротивление витка Xв на волне 1 м, Ом

а = 9

b = 15

1.0

1.5

2.0

3.0

11.4

10.4

9.0

5.8

21.6

19.7

17.1

11.1

а = 14

b = 15

1.0

1.5

2.0

3.0

16.9

16.1

14.5

8.9

32.1

30.6

27.6

16.8

а = 18

b = 15

1.0

1.5

2.0

3.0

24.1

22.2

18.7

12.7

45.7

42.2

35.5

24.2

*) Значения индуктивности получены в результате измерений и отличаются (меньше) от рассчитываемых по формулам.

Поскольку индуктивность Lв можно определить, когда известны размеры петли, то расчет приходится проводить методом последовательных приближений. Целесообразно сначала по эскизу генератора выбрать подходящие размеры витка связи. При этом можно воспользоваться данными таблицы 4.8.

Выбрав размеры петли связи, можно рассчитать ЭДС.

, (4.105)

где - в вольтах, ток в пучности Iп - в амперах. Обозначения размеров R₁, R₂, l₁, b и а соответствуют указанным на рисунке 4.8.

Ток в пучности анодно-сеточной линии

, (4.106)

где Iвх - амплитуда тока на входе линии, образованной анодным и сеточным цилиндрами.

Для двусторонней конструкции ток на входе линии Iвх рассчитывается по одному из следующих выражений

.(4.107)

Если электрическая длина петли по оси коаксиального контура βа<π/6, а< π /12, то магнитный поток, пронизывающий петлю, почти не меняется по

ее длине. Выражение для расчета взаимной индуктивности М между витком связи с коаксиальным контуром упрощается

, (4.108)

где S - площадь, ограниченная витком, в сантиметрах в квадрате;

- средний радиус коаксиального контура в сантиметрах;

α - угол между линиями магнитного поля, пронизывающего виток, и нормалью к плоскости витка.

ЭДС, наведенная в витке

, (4.109)

где - ток, протекающий в сечении коаксиальной линии, где расположен центр витка связи;

l — расстояние центра витка от КЗ поршня.

Форма витка связи и его размеры могут отличаться от приведенных в таблице 4.8.

В односторонней конструкции анодный контур содержит два отрезка КЗ линий («карман» и основной). Под током Iвх следует понимать ток на входе основной линии

, (4.110)

где

.

Если виток связи размещен в КЗ поршне, то l₁=0 и выражение упрощается

. (4.111)

Расчетное напряжение на нагрузке (или фидере)

. (4.112)

Очевидно, что напряжение на нагрузке (или фидере) должно обеспечивать заданную мощность Рн. Поэтому необходимо проверить выполнение неравенства

, (4.113)

где

Напряжение Uфр должно быть больше Uф, чтобы иметь запас регулировки при настройке генератора на нужный режим и учесть приближенность расчета. Если условие выполняется, то размеры петли выбраны удачно. В противном случае следует увеличить размеры петли, если это возможно конструктивно, или ввести емкость С_СВ, которая компенсирует собственную индуктивность петли (рисунок 4.11, б).

Емкость определяют из условия резонанса

. (4.114)

В этом случае напряжение на входе фидера равно ЭДС

. (4.115)

Меняя емкость С_СВ, можно регулировать мощность в нагрузке. Однако если

, (4.116)

то следует отказаться от индуктивной связи и применить емкостную или кондуктивную. В диапазонном генераторе расчет индуктивной связи следует проводить на крайних частотах диапазона.

Емкостная связь с нагрузкой. При емкостной связи с нагрузкой основной элемент связи выполняют в виде круглой или прямоугольной пластины площадью S=1...3 см². Конструкция проста и позволяет регулировать связь в широких пределах, почти не ограничивая хода настроечного КЗ поршня. Обычно элемент емкостной связи с нагрузкой устанавливают вблизи пучности напряжения, т. е. около вывода сетки лампы при работе на основном тоне.

Задача расчета состоит в том, чтобы найти емкость связи С_СВ, необходимую для обеспечения требуемой мощности в нагрузке, а также определить площадь пластины S и ее расстояние до сеточного цилиндра d. Для простоты полагаем, что емкость связи С_СВ в анодном контуре не искажает распределения электромагнитного поля. Исходными при расчете емкости связи служат данные электрического режима генератора, известная мощность в нагрузке Рн и ее сопротивление Rн =.

Используем эквивалентную схему анодного контура (рисунок 4.12, а) УМ односторонней конструкции и эпюры напряжения при работе линии на основном тоне (рисунок 4.12, б, в).

Рисунок 4.12 – Эквивалентная схема анодного контура (а) и эпюры напряжения вдоль линий (б, в).

Эпюры (рисунок 4.12, б) соответствуют случаю, когда входные сопротивления обеих линий индуктивные, т.е. , , а на рисунке 3, в одна из линий имеет сопротивление емкостного характера, т. е. , .

Пользуясь эквивалентной схемой емкостной связи с нагрузкой (рисунок 4.13, а), можно определить напряжение на входе фидера

, (4.117)

где U - напряжение в месте расположения элемента емкостной связи.

Отсюда найдем требуемую емкость связи в пикофарадах

, (4.118)

где т=Uф/U;

λ - в сантиметрах;

- в омах.

Напряжение на фидере Uф определяют по заданной мощности в нагрузке.

Если элемент связи размещен на входе линии, образованной анодным и сеточным цилиндрами, то это напряжение рассчитывают U=U'. Если элемент связи расположен не на входе линии, а на некотором расстоянии l от короткозамыкателя (рисунок 4.12, б), то

. (4.119)

Если анодная линия используется на первом обертоне, то для уменьшения размеров элемента емкостной связи его следует помещать в пучности напряжения на расстоянии 0.25λ от КЗ поршня. В этом случае

. (4.120)

Если входное сопротивление одного отрезка анодной линии емкостного характера, но используется оно на основном тоне, то напряжение в линии будет максимальным тоже на расстоянии 0.25λ от КЗ поршня (рисунок 4.7.3, в). Емкость связи минимальна, если поместить ее в пучность напряжения. Тогда следует принимать

. (4.121)

Для конструктивного расчета элемента емкостной связи необходимо знать не только значение С_СВ, но и напряжение, которое он должен выдерживать. Согласно рисунку 4.13( а ), напряжение на емкости

. (4.122)

Для выполнения условия электрической прочности напряженность поля в конденсаторе связи не должна превышать допустимого значения.

Минимальное расстояние пластины конденсатора от сеточного цилиндра определяется из условия электрической прочности

, (4.123)

где d - в сантиметрах, если U_СВ - в киловольтах;

Е_Д- в киловольтах на сантиметр.

Рисунок 4.13 – Эквивалентные схемы емкостной связи с нагрузкой: а – без компенсации, б – с компенсацией

Далее, зная емкость С_СВ и выбрав расстояние d>d_MIN, следует рассчитать площадь пластины S, пользуясь формулой для плоского воздушного конденсатора

, (4.124)

где S - в сантиметрах в квадрате при d в сантиметрах и С_CB - в пикофарадах.

Большую площадь пластины элемента связи трудно выполнить конструктивно. В таком случае от емкостной связи следует отказаться. Иногда для уменьшения элемента связи применяют индуктивность Lсв (рисунок4.13, б), которую находят или из условия полного резонанса в цепи связи

(4.125)

при , или из условия частичной компенсации емкостного сопротивления при .

Следует иметь в виду, что при некомпенсированной емкостной связи с нагрузкой (рисунок 4.13, а) в анодный контур вносится емкость, которая изменяет его настройку. Емкость контура увеличивается на

. (4.126)

Если , то необходимо пересчитать длину линии анодного контура с учетом внесенной емкости.

В случае полностью компенсированной связи (рисунок 4.13, б) пересчета емкости делать не нужно. Если Lсв применяется для частичной компенсации емкости, то вместо С_СВ подставляется

, (4.127)

где - эквивалентная емкость последовательного соединения С_СВ и Lсв.

Кондуктивная связь с нагрузкой. Расчет связи (рисунок 4.14, а) сводится к выбору места включения нагрузки, т. е. расстояния l от КЗ поршня. Фидер нужно присоединить там, где напряжение на линии U(l) равно напряжению на фидере (рисунок 4.14, б), т. е. U(l) = Uф. Напряжение на фидере рассчитывают по формуле

. (4.128)

Рисунок 4.14 – Схема кондуктивной связи с нагрузкой (а) и эпюра напряжения в анодно-сеточной линии (б)

Рисунок 4.15 – Эквивалентные схемы связи с учетом индуктивности штыря (а) и при включении компенсирующей емкости (б)

Напряжение на расстоянии l от КЗ поршня связано с напряжением на входе линии соотношением

. (4.129)

Кондуктивная связь возможна, если > Uф. Определив Uф и , можно рассчитать

. (4.130)

Приведенные выражения справедливы, если подключение фидера не меняет распределения напряжения вдоль линии. Иногда собственная индуктивность штыря L (рисунок 4.15, а), соединяющего анодный контур с фидером, оказывается достаточно большой. В результате реактивное сопротивление штыря получается соизмеримым с входным сопротивлением фидера, . Это приводит к тому, что перемещение штыря вдоль сеточного цилиндра меняет не только связь с нагрузкой, но и настройку контура. Работа с генератором усложняется.

Для уменьшения индуктивности штыря следует увеличивать его диаметр до 3...5 мм. Для компенсации индуктивности штыря можно ввести емкость С (рисунок 4.15, б). Она выбирается из условия резонанса

. (4.131)

4.8 Общие вопросы выбора деталей каскадов передатчика

В характерных радиочастотных каскадах передатчиков (генераторах с внешним возбуждением, автогенераторах и т.д.) применяют разнообразные радиодетали — катушки индуктивности, отрезки полосковых и коаксиальных линий, конденсаторы, резисторы. Цепи, где используют эти детали, можно условно разделить на три специфические группы.

Первая группа— колебательные контуры, фильтрующие и согласующие цепи, цепи межкаскадных и других связей. Их отличительная черта состоит в том, что в них протекают значительные токи радиочастоты, создающие на деталях цепей достаточно большое падение переменного напряжения. В соответствии со значениями токов и напряжений цепи этой группы можно разделить на три подгруппы:

- выходные фильтрующие цепи передатчиков, где переменные токи и напряжения на индуктивностях и емкостях могут иметь значения 10…20 А (действующих) и 3…5 кВ (амплитудных). Действительно, напряжение Uф и ток Iф на выходе передатчика (в фидере) зависят от мощности передатчика Рф и сопротивления фидера Кф известным образом: Uф.ампл =2РфRф; Iф.эф= Рф/Rф. При Рф =5 кВт и Rф=200 0м получим Uф = 2450 В и Iф == 2,9 А, а при той же мощности Rф = 50 0м соответственно U = 710 В и Iф=10 А.

Если в фидере есть отражение энергии и коэффициент бегущей волны Кб< 1, то токи и напряжения могут быть соответственно больше. Иногда на конденсаторах оказывается и большое постоянное напряжение источника питания;

- согласующие, корректирующие цепи и цепи связи, где токи и напряжения определяются мощностью рассматриваемого каскада Ркаск < 100…200 Вт, питающим напряжением транзисторов Ек = 20…30В и соответствующим переменным напряжением Uк < 15…25 В;

- колебательные цепи автогенераторов, где токи, напряжения и мощности, как правило, невелики. Для этих цепей характерно требование обеспечения высокого постоянства собственной частоты контура автогенератора

ω = 1/√( LкСк) и большой добротности Q, определяемых допустимой нестабильностью частоты передатчика.

Вторая группа— цепи блокировочные, разделительные, развязывающие и т.п. Здесь нет больших переменных напряжений на конденсаторах (Uc<<Uк), а через блокировочные дроссели протекают практически только постоянные составляющие токов. Значения постоянных напряжений транзисторных каскадов чаще всего Ек = 20…30 В; постоянные токи в каскадах мощностью 100…200 Вт обычно не превосходят 10 А, а в маломощных каскадах они соответственно меньше.

Третья группа — резисторы в транзисторных каскадах передатчиков, используемые прежде всего для установления режима транзисторов (делители в цепях смещения, эмиттерные резисторы стабилизации и автоматического смещения), а также в качестве нагрузочных (поглощающих) резисторов для полосовых подавляющих фильтров, направленных ответвителей, мостов сложения мощности и т.п. Значения сопротивлений и рассеиваемой мощности резисторов цепей смещения, стабилизации и т.п. определяются из расчета каждого каскада: в транзисторных каскадах встречаются сопротивления от единиц до нескольких сотен Ом; рассеиваемые мощности, как правило, невелики: менее 1…2 Вт. Нагрузочные поглощающие резисторы должны рассеивать мощность, соизмеримую с выходной мощностью каскада или передатчика в целом. Так, поглощающий резистор циркулятора, стоящего на выходе передатчика для защиты от вредного влияния отраженных волн, необходимо рассчитывать на поглощение мощности, получающейся при полном отражении в фидере, т. е. на мощность передатчика.

Как известно, любая радиодеталь обладает паразитными параметрами: у катушек индуктивности имеется сопротивление потерь в проводе и на излучение и межвитковая емкость, у конденсаторов — сопротивление потерь и индуктивность обкладок и выводов, у резисторов — индуктивность выводов и паразитная емкость. С вредным влиянием паразитных параметров деталей необходимо считаться во всех диапазонах рабочих частот, и тем большей степени, чем выше частота. Начиная с определенных частот, катушку или конденсатор уже нельзя считать деталью с сосредоточенными параметрами — правильнее использовать эквивалентную индуктивность или емкость цепи с распределенными параметрами (отрезок линии). В транзисторных передатчиках, начиная примерно с частоты 100 МГц, чаще всего используют полосковые линии, а с частоты примерно 300 МГц — только их.

Проектирование микросхем и их составных элементов в данном пособии не рассматривается в виду специфичности вопроса.

Выбору стандартных деталей или конструктивному расчету нестандартных предшествует их электрический расчет: для катушки определяется ее индуктивность, протекающий по ней ток, приложенные к ней постоянное и переменное напряжения; для конденсатора — емкость, ток, напряжения; для резистора –сопротивление, рассеиваемая мощность и другие показатели режима.

Приведенные в учебном пособии методики расчетов основных, наиболее часто используемых, каскадов дают общее направление, но не являются единственными. Более полная информация по расчетам каскадов, которые могут потребоваться и должны быть рассчитаны при проектировании, приводится в [5], [8], [9], [14], [15], [16].

Тип лампы
01	ГУ-49А	Триод	600	-	50	11	-	170	500	-	20000
02	ГУ-65А	Триод	500	-	22	12	-	300	350	-	7000
03	ГУ-68А	Триод	250	-	30	12	-	200	130	-	2300
04	ГК-10А	Триод	175	-	2	10	-	260	120	-	2300
05	ГУ-66А	Триод	100	-	30	10	-	160	60	-	1300
06	ГУ-53А	Тетрод	80	50	75	12	1,8	350	45	1,70	1000
07	ГУ-44А	Тетрод	70	40	32	12	2,0	1500	50	3,2	1500
08	ГК-12А	Триод	60	-	30	11	-	480	25	-	500
09	ГУ-62А	Триод	40	-	85	10	-	400	40	-	1800
10	ГУ-61А	Тетрод	30	20	70	10	1,5	330	25	0,70	300
11	ГУ-54А	Триод	30	-	25	10	-	240	20	-	600
12	ГК-9А	Триод	30	-	2	10	-	320	20	-	500
13	ГУ-36	Тетрод	10	-	250	7,0	0,75	400	14	0,3	150
14	ГУ-75А	Тетрод	10	6,0	75	8,0	1,2	105	6	0,35	50
15	ГУ-47А	Тетрод	6	4	70	6,0	1,2	100	4	0,3	50
16	ГУ-73Б	Тетрод	4	2,5	250	3,2	0,3	150	2,5	0,035	5
17	ГУ-35Б	Тетрод	2	-	250	5,0	0,83	100	3,5	0,11	45
18	ГУ-27А	Тетрод	0,9	-	110	3,5	1,0	20	2,0	0,15	40
19	ГУ-46	Пентод	0,7	0,5	60	3,0	0,65	62	0,5	0,045	4
20	ГУ-81	Пентод	0,75	-	50	3,0	0,6	140	0,45	0,12	10

Приложение А

Таблица А1- Справочные данные наиболее часто используемых радиоламп

						Тип накала			Долговеч-ность, час	Масса, кг
01	350	0,03	540	6,0	220	Прямой накал	22	1000	1000	64
02	500	0,045	500	7,5	200	Прямой накал	26	670	1000	28
03	130	0,026	300	6,0	105	Прямой накал	20	315	2000	24
04	160	0,04	300	6,0	130	Прямой накал	20	315	2000	42
05	110	0,03	160	3,0	55	Прямой накал	13,5	225	3000	25
06	125	0,117	ОК 470 ОС 170	75 75	5,0 0,9	Прямой накал	14,0	245	1000	33
07	65	0,19	300	55	3,0	Прямой накал	12,6	185	1000	20
08	45	-	170	0,8	90	Прямой накал	6,0	260	2000	15
09	60	0,039	80	2,8	60	Прямой накал	12,0	120	2000	11
10	70	0,21	320	38	1,4	Прямой накал	8,3	133	1000	17
11	29	0,033	65	1,5	45	Прямой накал	8,3	145	1000	4,5
12	50	0,038	80	2,0	50	Прямой накал	8,3	135	2000	13
13	85	-	195	35	2,5	Прямой накал	8,3	120	2000	10
14	125	-	ОК 220 ОС 100	25 25	0,40 0,05	Прямой накал	6,3	120	1000	7
15	40	0,1	100	19,0	0,5	Прямой накал	6,3	62	2000	3,2
16	92,5	-	155	22,5	0,2	Косвенный накал	27	4,65	1000	2,5
17	27	0,99	56	14,0	0,7	Прямой накал	6,3	38	1000	2,5
18	7	0,06	25	17,0	0,21	Прямой накал	7,5	24,5	2000	2,5
19	9,5	0,2	29,5	8,75	0,15	Прямой накал	8,3	14,75	1000	0,9
20	5,5	0,31	28,5	23,5	0,1	Прямой накал	12,6	10,5	1000	0,1

Продолжение таблицы А1

Приложение Б

Таблица Б1- Справочные данные ВЧ и СВЧ биполярных транзисторов

№	Тип транзистора	Параметры идеализированных статических характеристик					Высокочастотные параметры							Допустимые параметры
№	Тип транзистора
1	1Т614А	-	-	-	>100	15…250	>1000	-	-	<15 (5)	-	-	-	12	-
2	2Т606А	<5,0 (40)	6	0	>40	20…40	>350	<10 (28)	<27 (0)	10 (10)	4,0	4,0	4,0	-	65 (75)
3	2Т607А-4	10 (25)	-	-	>8,0	-	700…1500	<4 (10)		6…18 (10)	-	-	-	40	35
4	2Т610А	(8)	-	-	>40	50…250	1000…1250	2,7…4,1 (10)	16…21 (0)	20…35 (10)	0,6	2,4	2,38	26	26
5	2Т903А	1,0 (2,5…5)	2	0	>0,08	15…70	>120	50…180 (30)	400	500 (30)	<10	20	5	-	60 (80)
6	2Т904А	1,0 (3,7)	1,0	0,1	>40	10…30	>350	7,8…12 (28)	130…170 (0)	<15 (10)	2,5…4,0	2,5…4,0	2,5…4,0	-	65 (75)
7	2Т907А	1,4 (2,5)	1,0	0,4	>16	10…50	>350	10…20 (30)	190…250 (0)	<15 (10)	0,8	2,5…4,0	2,5…4,0	-	65 (75)
8	2Т909А	0,36 (2)	0,5	0,15	>1,0	20…50	350…650	15…30 (28)	170…350 (0)	<20 (10)	0,45	2,5	2,0	-	60 (60)
9	2Т909Б	0,18 (1)	0,25	0,1	>0,5	20…50	500…650	30…60 (28)	350…700 (0)	<20 (10)	0,45	2,5	2,0	-	60 (60)
10	2Т9101АС	-	-	-	>0,05	-	>350	<150 (28)	-	88 (5)	0,9	-	1,25	50	-
11	2Т9104А	-	-	-	>0,8	-	>600	<20 (28)	-	10 (5)	3,4	-	1,5	50	-
12	2Т9104Б	-	-	-	>0,4	-	>600	<40 (28)	-	9 (5)	2,4	-	1,5	50	-
13	2Т9105АС	-	-	-	>0.067	<160	>660	145 (28)	-	12 (5)	0,17	0,5	1,0	-	50
14	2Т9107А	-	-	-	-	-	-	50	310	-	-	-	-	50	-
15	2Т9111А	0,4…0,5	-	-	>0,008	>10	>300	<150 (50)	<1000 (0)	-	1,6	3,7	2,8	120	120
16	2Т9118А	-	-	-	>0,07	-	-	-	-	-	-	-	-	50	-
17	2Т9125А	-	-	-	-	<110	>660	42 (28)	-	-	0,15	0,8	1,0	-	55
18	2Т9126А	<0,05	-	-	-	<10	<100	<500 (50)	100000 (0)	-	<1,5	<2,5	<0,9	-	100
19	2Т9128АС	-	-	-	>0,05	<100	>200	<215 (28)	-	<30 (5)	0,15	0,8	1,2	-	50

Продолжение таблицы Б1

№

Допустимые параметры

Тепловые параметры

Экспериментальные параметры

Схема включения

Режим работы

Диапазон рабочих частот, МГц

1

9

0,5

0,2

-

90

100

500

>0,2

-

9

ОБ

Класс В

2

28

4

0,4 (0,8)

0,1

>100

150

44

400

>0,8

2,5…3,0

>35

28

ОЭ

Класс В

3

20

4

0,15

-

1000

150

73

1000

>1,0

>4

>45

20

-

Класс В

4

15

4

0,3

-

150

66,7

400

>1,0

6,4…8,0

>45

12,6

ОЭ

Класс В

5

-

4

3 (10)

-

150

3,33

50

>10

>3

-

30

ОЭ

Класс В

6

28

4

0,8 (1,5)

0,2

100…400

150

16

100

400

8

>3

8

>25

73

30…40

28

ОЭ

Ключевой

Класс В

7

28

4

1,0 (3,0)

0,4

100…400

150

7,5

400

8…10

>2

45…65

28

ОЭ

Класс В

8

28

3,5

2,0 (4,0)

1,0

100…500

160

5,0

500

17…24

>1,7

45…55

28

ОЭ

Класс В

9

28

3,5

4,0 (8,0)

2,0

100…500

160

2,5

500

35…42

>1,75

45…55

28

ОЭ

Класс В

10

28

4

7,5

-

350…700

190

1,15

700

>100

>3,5

>50

28

ОБ

Класс В

11

29

4

1,5

-

350…700

175

8,2

700

>5

>8

>40

28

ОБ

Класс В

12

29

4

5,0

-

350…700

175

3,1

700

>20

>7

>50

28

ОБ

Класс В

13

28

4

16

-

100…500

160

1,3

1,5…30

500

50

>100

14…20

>3,3

80

>50

24

28

ОЭ

Ключевой

Класс В

14

28

3,5

2,5 (5)

-

175

4,0

1000

27

4

-

28

ОБ

Класс В

15

50

4

10

2

1,5…80

200

0,75

80; 30; 1,5

>150

>10; 30; 50

>58; >40

50

ОЭ

Линейный

<-27…-30 дБ

16

28 (35..40)

3,5

7,5 (15)

3,0

900…1400

175

1,15

1300

75…80

6…7

40…45

28

ОБ

Класс В

17

28

4

4,0

-

100…500

160

2,0

500

>50

>4

>50

28

ОЭ

Класс В

18

50

4

30

4

(ДВ-СВ)

0,1…1,5

200

0,45

0,1…1

1,5

250…30

500

20…30

>13

80…70

>60

40

ОЭ

Ключевой (ПН)

Класс В

19

-

4

18

-

100…200

160

0,61

175

200

>5,5

>60

28

ОЭ

Класс В.

Продолжение таблицы Б1

№	Тип транзистора	Параметры идеализированных статических характеристик					Высокочастотные параметры							Допустимые параметры
№	Тип транзистора
20	2Т912А	0,05 (0,5..0,6)	0,5	0	>0,02	10…50	90…165	<200 (27)	1200	-	5	5	5	-	70 (80)
21	2Т9131А	<0,1	-	-	-	>10	>100	800 (50)	10000 (1)	-	<1,5	<2,4	<2,6	100	100
22	2Т9136АС	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	65	-
23	2Т913А	0,6..2,0 (10)	3,0	0,15	>3,5	10…15	>900	40…60 (28)	40 (0)	<15 (10)	0,55	3	1,95	-	55 (55)
24	2Т913Б	0,6..2,0 (7)	1,5	0,1	>3,5	10…15	>900	8…10 (28)	80 (0)	<12 (10)	0,25	2,5	1,95	-	55 (55)
25	2Т913В	0,6..2,0 (3)	1,25	0,05	>3,5	10…15	>900	8…12 (28)	80 (0)	<12 (10)	0,25	2,5	1,95	-	55 (55)
26	2Т9140А	-	-	-	>0,07	-	-	-	-	-	-	0,025	-	50	-
27	2Т914А	1,2..2,4 (4,0)	-	-	>40	10…60	>300	<12 (28)	90…170 (0)	15 (10)	4,0	4,0	4,0	-	65 (75)
28	2Т9153АС	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
29	2Т9153БС	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
30	2Т9156А	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	50	-

Продолжение таблицы Б1

№

Допустимые параметры

Тепловые параметры

Экспериментальные параметры

Схема включения

Режим работы

Диапазон рабочих частот, МГц

20

28

5

20

10

1,5…30

150

1,42

30

>70

10…13

50…80

27

ОЭ

Линейный

-25…-30 дБ

21

50

4

20 (40)

7

1,5…30

200

0,42

30

>400

>10

>60

>40

50

ОЭ

Класс В

Линейный

<-30 дБ

22

-

4

-

200…500

200

-

500

>500

>7

>40

45

ОБ

Класс В Двухтактный ГВВ

23

28

3,5

0,5 (1,0)

0,25

200..1000

150

20

1000

>3

2,25..2,5

>40

28

ОЭ

Класс В

24

28

3,5

1,0 (2,0)

0,5

200..1000

150

10

1000

>5

2,25..2,5

>40

28

ОЭ

Класс В

25

28

3,5

1,0 (2,0)

0,5

200..1000

150

10

1000

>10

2,25..2,5

>50

28

ОЭ

Класс В

26

-

3,5

10 (12…15)

4,5

900..1450

175

0,85

1300

1400

110

6

45

28

ОБ

Класс В

27

28

4

0,8 (1,5)

0,2

<400

150

16

100

400

>7,2

>2,5

>7,2

>2,5

>65

>40

28

ОЭ

Ключевой

Класс В

28

-

4

-

380…840

200

-

840

>15

>6

>40

28

ОБ

Класс В Двухтактный ГВВ

29

-

4

-

380…840

200

-

840

>50

>5,1

>40

28

ОБ

Класс В Двухтактный ГВВ

30

-

3

-

650..1000

200

-

1000

>15

>5

>40

28

ОЭ

Класс АВ Линейный двухтактный

Продолжение таблицы Б1

№

Тип транзистора

Параметры идеализированных статических характеристик

Высокочастотные параметры

Допустимые параметры

31

2Т9156Б

-

50

-

32

2Т916А

1,0

(1,0..1,6)

0,7

0,05

>1

35

1100…1400

14…20 (30)

190 (0)

4…10 (10)

0,35

1,0

0,6

-

55 (55)

33

2Т920А

(2,0..4,0)

-

>16

30

400…750

10…15 (10)

36…55

(0)

7…20 (10)

1,7

2,9

2,4

-

36

34

2Т920Б

(0,8..1,4)

-

>16

40

400…700

16…25 (10)

80…100

(0)

7…20 (10)

1,2

2,6

2,4

-

36

35

2Т920В

(0,2..0,3)

-

>2

25

400…450

50…75 (10)

160…410

(0)

9…20 (10)

1,0

2,4

-

36

2Т921А

1,8 (3,4)

-

>0,2

10…45

90…300

40…50 (20)

200…450 (3)

<22 (10)

3,5

3,0

65

65 (80)

37

2Т922А

3,0 (8,0)

2

-

>16

10…50

300…700

8…15 (28)

45…100 (0)

7,5…20 (10)

1,7

2,9

2,4

-

65

38

2Т922Б

1,4 (2,0)

1

-

>4

10…50

300…650

20…35 (28)

150…350 (0)

8…20 (10)

1,1

2,5

2,4

-

65

39

2Т922В

0,8 (1,0)

0,5

-

>1,6

10…50

300…450

50…65 (28)

350…700 (0)

20…25 (10)

0,9

2,4

-

65

40

2Т925А

1,5 (3,0)

-

>2

8…20

600…1400

9,5…15 (12,6)

-

8…20 (10)

1,2

2,6

2,4

36

41

2Т925Б

1,0 (1,2)

-

>0,8

10…30

600…1700

16…30 (12,6)

-

22…35 (10)

1,0

2,4

36

42

2Т925В

0,3 (0,35)

-

>0,7

17…80

500…1000

44…60 (12,6)

-

15…40 (10)

1,0

2,4

36

43

2Т926А

0,15

-

>0,02

12…60

50

-

160(200)

44

2Т929А

1,6

-

>0,6

25…40

700…1400

15…20 (8)

-

9…25 (8)

1,2

2,6

2,4

30

45

2Т930А

0,5 (1,0)

-

0,1

>0,4

40

450…900

62…80 (28)

750…930

(0)

8 (10)

0,35.0,54

1,57.2,05

1,6..2,08

-

50

Продолжение таблицы Б1

№

Допустимые параметры

Тепловые параметры

Экспериментальные параметры

Схема включения

Режим работы

Диапазон рабочих частот, МГц

31

-

3

-

650…1000

200

-

1000

>50

>4

>50

28

ОЭ

Класс АВ Линейный двухтактный ГВВ

32

28

3,5

2,0 (4,0)

1,0

200…1000

160

4,5

1000

>20

2,25…2,5

45…55

28

-

Класс В

33

12,6

4

0,25 (1)

0,25 (0,5)

50…200

150

20

175

>2

7…12

60…70

12,6

ОЭ

Класс В

34

12,6

4

1,0 (2,0)

0,5 (1,0)

50…200

150

10

175

>7

4,5…9

60…70

12,6

ОЭ

Класс В

35

12,6

4

3,0 (7,0)

1,5 (3,5)

50…200

150

4

175

20

3…4

60…70

12,6

ОЭ

Класс В

36

27

4

3,5

1,0

1,5…60

150

6,0

60

>12,5

>8

50…75

27

ОЭ

Линейный

<-30…-39 дБ

37

28

4

0,3 (1,5)

-

>50

160

15,0

175

5

10…20

55…65

28

ОЭ

Класс В

38

28

4

1,5 (4,5)

-

>50

160

6,0

175

20

5,5…10

55…65

28

ОЭ

Класс В

39

28

4

3,0 (9)

-

>50

160

3,0

175

30

>40

20

4…6

8

55…65

70

28

15

ОЭ

Класс В

Ключевой

40

12,6

4

0,5 (1,0)

-

200…400

150

20

320

2

6,3…70

63

12,6

ОЭ

Класс В

41

12,6

4

1,0 (3,0)

-

200…400

150

10

320

7

4,0…6,0

63

12,6

ОЭ

Класс В

42

12,6

3,5

3,3 (8,5)

-

200…400

150

4,4

320

20

3,0…3,2

70

12,6

ОЭ

Класс В

43

-

5

15 (25)

7 (12)

-

150

2

1,5

50

20

95

22

ОЭ

Ключевой

44

8

3

0,8 (1,5)

-

>50

160

20

175

>2

10…11,5

60…72

8

ОЭ

Класс В

Линейный

<-27…-30 дБ

45

28

4

6

-

100…400

160

1,6

400

>40

>6

50…65

28

ОЭ

Класс В

Список литературы

1. Коньшин С.В. Радиопередающие устройства. Методические указания к выполнению курсового проекта. – Алматы: АИЭС, 2001.

2. Муравьев О.Л. Радиопередающие устройства связи и вещания. – М.: Радио и связь, 1983.

3. Муравьев О.Л. Радиопередающие устройства. ч.1. – М.: Связь, 1974.

4. Муравьев О.Л. Радиопередающие устройства. ч.2. – М.: Связь, 1978.

5. Шумилин М.С. Проектирование радиопередающих устройств. – М.: Связь, 1980.

6. Городецкий С.А. Радиопередающие устройства магистральной связи. – М.: Связь, 1980.

7. Ильина Н.Н. Радиовещательные радиопередающие устройства. – М.: Связь, 1980.

8. Шумилин М.С., Козырев В.Б., Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. – М.: Радио и связь, 1998.– 320с.

9. Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 1984. – 559с.

10. Радиопередающие устройства. В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин и др. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2003. – 559с.

11. Повышение эффективности радиопередающих устройств. Под ред. А.Д. Артыма. – М.: Радио и связь, 1987.

12. Супаков Н.А. Станционное оборудование радиовещания и радиосвязи. – М.: Радио и связь, 1985.

13. Иванов В.К. Оборудование радиотелевизионных передающих станций. – М.: Радио и связь, 1989. - 320с.

14. Радиопередающие устройства. В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин и др. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь,2003. – 559с.

15. Проектирование и техническая эксплуатация радиопередающих устройств., М.А. Сиверс, Г.А. Зайтленок, Ю.Б. Несвижский и др. – М.: Радио и связь, 1989. – 368с.

16. Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Связь, 1976. – 432с.

17. Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2003. – 453с.

18. Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. – М.: Высшая школа, 1989. – 398с.

19. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Под ред. Г.М. Уткина.- М.: Советское радио, 1989. – 279с.

20. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник под ред. Голомедова А.В. – М.: Радио и связь, 2000. - 465с.

21. Н.Н. Акимов и др. Справочник. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. – Минск, 1994. – 328с.

22. ГОСТ 11515-91. Каналы и тракты звукового вещания. Классы. Основные параметры качества.

23. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. Справочник. Под ред. Романычевой Э.Т. – М.: Радио и связь,1989. - 435с.

24. СТП 768-01-07-97. Общие требования к оформлению учебно-методической документации. Работы учебные. – Алматы.: АИЭС, 1997.

25. ГОСТ 22579-86.Радиостанции с однополосной модуляцией сухопутной подвижной службы. Типы. Основные параметры.

26. ГОСТ 12252-86.Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы. Типы. Основные параметры.

27. ГОСТ 13420-97. Передатчики для магистральной радиосвязи. Основные параметры, технические требования.

28. ГОСТ 20532-97. Радиопередатчики телевизионные I-V диапазонов. Основные параметры, технические требования и методы измерений.

Содержание

Введение……………….…………………………………..………3

Список условных обозначений, сокращений и терминов……...4

1 Основные сведения о курсовой работе по проектированию радиопередающих устройств…………………………………..5

1.1 Цель и задачи курсовой работы...………………………….5

1.2 Варианты заданий для курсовой работы……..……………9

2 Общие сведения о параметрах радиопередающих

устройств………………………………………………..…….11

2.1 Основные функции радиопередающих устройств……….11

2.2 Передатчики с амплитудной модуляцией……..………….11

2.3 Передатчики с угловой модуляцией……………………....12

2.4 Спецификация передатчиков………………………….…...13

2.5 Транзисторные передатчики дециметрового диапазона…14

2.6 Структурная схема и основные технические характе-

ристики телевизионного передатчика…………………....16

2.7 Структурная схема и основные технические характе-

ристики передатчика с ОМ………………………………..17

2.8 Структурная схема и основные технические характе-

ристики передатчика низовой связи с угловой моду-

ляцией………………………………………………..……..19

2.9 Структурные схемы телевизионных РПС…………..….…20

3 Обозначение радиоизлучения и распределение частот…...…22

3.1 Обозначение радиоизлучения …………………….………22

3.2 Обозначение ширины полосы и частоты………………... 23

3.3 Общее распределение частот………………..……………..23

3.4 Радиочастотные диапазоны…………………………….….27

3.5 Распределение частот для ТВ и ОВЧ ЧМ вещания

в диапазоне ОВЧ…………………………………..…….….28

3.6 Распределение частот для ТВ вещания в диапазоне

УВЧ……………………………………………………….….28

3.7 Требования к стабильности частоты…………..……….….30

4 Расчетная часть курсовой работы. ………………….………....31

4.1 Расчет структурной схемы радиопередатчика………..…..31

4.2 Методика расчета режимов ламповых ступеней………....35

4.3 Методика расчета каскада усиления передатчика на

транзисторе в граничном режиме для схем с ОЭ и ОБ..…40

4.4 Методика расчета удвоенного П-образного контура……..45

4.5 Методика расчета автогенератора……………………..…..48

4.6 Методика расчета ГВВ на пролетных клистронах…….…51

4.7 Методика расчета цепей связи с нагрузкой…………….…60

4.8 Общие вопросы выбора деталей каскадов передатчика.....68

Приложение А……..…………………………………………….....71

Приложение Б.……..……………………………………………....73

Список литературы………………………………………………...79

Владимир Викторович Артюхин

Наталья Николаевна Гладышева

Сергей Владимирович Коньшин

Курсовое проектирование радиопередающих устройств

Учебное пособие

Редактор Ж.М.Сыздыкова

Доп. план 2005г., поз.51

Сдано в набор

Формат 60х84 1/16

Бумага типографская №2.

Уч.-изд.лист. – 5,0 Тираж 100 экз. Заказ № Цена 150 тенге.

Подписано в печать

Копировально-множительное бюро

Алматинского института энергетики и связи

050013, Алматы, ул. Байтурсынова, 126

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра телекоммуникационных систем

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической

работе

__________________Э.А.Сериков

«____»_____________2005г.

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Учебное пособие

Рассмотрено и одобрено на

заседании кафедры__________

Протокол № от" " . г.

Зав. кафедрой ТКС

______________С.В.Коньшин

(подпись И.О.Ф.)

Согласовано

Зав. кафедрой РТ (выпускающ.)

___________А.З.Айтмагамбетов

(подпись И.О.Ф.)

"___"_________2005г.

Составители (разработчики):

______________ В.В.Артюхин ______________ Н.Н.Гладышева ______________ С.В.Коньшин

СОГЛАСОВАНО

Начальник УМО

_____О.З. Рутгайзер

"___"_______2005г.

Редактор

______Ж.М.Сыздыкова

"___"_______2005г.

Инженер по стандартизации

________Н.М. Голева

"___"_______2005г.

Алматы 2005