Радиопередающие устройства

Методическое пособие по курсовому проектированию

для студентов всех форм обучения

по специальности

201100 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»

Введение 2

1. Перечень используемых в РПУ сокращений 4

2. Перечень используемых обозначений 5

3. Классификация РПУ 6

4. Типовые структурные схемы РПУ 7

4.1. Радиопередающие устройства с АМ 7

4.2. Связное однополосное РПУ 8

4.3. РПУ с частотной модуляцией. 10

5. Порядок проектирования радиопередающих устройств 11

5.1. Общие рекомендации к предварительному расчету РПУ 13

5.2. Схемы согласования каскадов радиопередатчика с нагрузкой 16

5.2.1. Одноконтурная цепь связи 17

5.2.2 Двухконтурная цепь связи 19

5.2.3. Г - образная цепь связи 21

5.2.4. П - образная цепь связи 22

5.2.5 Лестничная цепь четвертого порядка 25

5.3. Порядок расчета ГВВ на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером 26

5.4. Модуляция 33

5.4.1. Амплитудная модуляция 33

5.4.2. Коллекторная модуляция 35

5.4.3. Базовая модуляция 37

5.4.4. Усиление амплитудно-модулированных колебаний 38

5.4.5 Комбинированная модуляция 39

5.5. К расчету элементов принципиальных схем ГВВ 40

5.6. Умножитель частоты 41

5.6.1. Умножитель частоты первого типа на биполярном транзисторе 43

5.6.2. Порядок проектирования умножителя частоты 44

5.7. Автогенератор 49

5.7.1. Порядок расчета автогенератора на транзисторе 49

5.7.2. Расчет частотно-модулируемого генератора 57

5.7.3. Транзисторный автогенератор с кварцевым резонатором 60

5.8. Фазовый модулятор 65

5.8.1. Фазовый модулятор с параллельным LC контуром 66

5.8.2. Фазовый модулятор на связанных LC контурах 68

ЛИТЕРАТУРА 69

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Образец титульного листа к курсовому проекту 71

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Бланк задания к курсовому проекту 72

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫХОДНОМУ СИГНАЛУ РПУ 73

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 НОМИНАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ 76

А) Радиоэлектронная аппаратура с использованием электронных ламп и полупроводниковых приборов 76

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 НОМИНАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ 77

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ДРОССЕЛИ 82

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Гармонический анализ косинусоидальных импульсов тока 83

ПРИЛОЖЕНИЕ 8 Высокочастотные Y-параметры транзистора по схеме ОЭ 88

ПРИЛОЖЕНИЕ 9 Расчет индуктивных элементов 89

ПРИЛОЖЕНИЕ 10 Расчет эквивалентных параметров антенны 98

ПРИЛОЖЕНИЕ 11 Расчет теплового режима работы транзисторного каскада 99

ПРИЛОЖЕНИЕ 12. Коэффициенты цепей согласования 101

ПРИЛОЖЕНИЕ 13 Параметры мощных высокочастотных транзисторов 102

ПРИЛОЖЕНИЕ 14 Классы излучения 104

Оглавление 106

Введение

Объектами профессиональной деятельности инженера по специальности 201100 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение» являются радиопередающие, радиоприемные и телевизионные центры, системы звукозаписи, радиовещания и радиофикации, системы радиосвязи, радиорелейные линии, спутниковые системы связи и телевизионного вещания.

Дисциплина "Радиопередающие устройства" является одной из профилирующих по специальности «Радиосвязь, радиовещание и телевидение». Целью изучения дисциплины является подготовка студентов к самостоятельной инженерной деятельности по использованию радиопередающих устройств в промышленных и эксплуатационных предприятиях различных ведомств, а также в научно-исследовательских и конструкторских организациях.

Радиопередающее устройство (РПУ) является обязательной составной частью любой радиотехнической системы. Хорошее представление о передающих устройствах позволяет освоить системный подход при изучении последующих дисциплин (радиовещание, телевидение, космические и наземные системы радиосвязи, радиовещания и телевидения).

После изучения курса "Радиопередающие устройства" студент обязан

знать

• принципы работы, теорию и методы расчета генераторов с внешним возбуждением (ГВВ);

• принципы работы и простейшие схемы ГВВ и автогенераторов, амплитудных, частотных и фазовых модуляторов;

• принципы работы, основы теории и методику расчета радиопередатчиков с амплитудной, однополосной и угловой модуляцией;

• особенности построения телевизионных передатчиков сигналов изображения и передатчиков радиорелейной и спутниковой связи.

уметь

• разрабатывать и согласовывать техническое задание на проектирование и производство передающих устройств и узлов;

• разрабатывать и обосновывать структурные и принципиальные схемы передающих узлов и устройств;

• осуществлять схемотехническое проектирование разрабатываемых передающих узлов и устройств;

• выполнять расчеты, связанные с определением значений параметров режима и элементов передающих узлов и устройств;

• пользуясь литературой и справочниками, рассчитывать параметры режимов, выбирать необходимые электронные приборы, рассчитывать элементы схем ГВВ;

• осуществлять техническую эксплуатацию профессиональной и бытовой радиопередающей аппаратуры.

иметь представление

• о структурных схемах типовых передатчиков для радиосвязи, радиовещания и телевидения, радиорелейной и спутниковой радиосвязи;

• о требованиях электромагнитной совместимости;

• о конструктивном выполнении РПУ.

Целью организации курсового проектирования по РПУ для студентов специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение" является отработка на практике алгоритмов проектирования радиопередающих устройств различного назначения. Трудности при проектировании РПУ связаны с многообразием задач проектирования. Отчасти это определяется большой номенклатурой типов РПУ и широким применением при их построении различных активных элементов электровакуумного и полупроводникового типов. Большая часть малогабаритных РПУ особенно малой и средней мощности выполняется с использованием полупроводниковых приборов. Данное методическое пособие систематизирует изложение отдельных вопросов проектирования транзисторных РПУ.

В приложениях к методическому пособию даны форма бланка задания на проектирование, пример оформления титульного листа, а также некоторые полезные при проектировании справочные данные, формулы, таблицы и графики.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и чертежей (структурная и принципиальные схемы, спецификация к принципиальной схеме), которые выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД и рекомендаций СТП [1], [2], [3], [4]. Достоверность полученных результатов желательно подтвердить компьютерным моделированием отдельных каскадов. Все технические решения при проектировании должны быть обоснованы. Данные, взятые из литературы, должны сопровождаться ссылками на литературу. Справочные данные, взятые из литературы (параметры, графики, вольтамперные характеристики активных элементов), необходимо приводить в приложениях к пояснительной записке.

Проект сдается на проверку не позднее даты, указанной в задании. После проверки преподавателем проект допускается к защите либо возвращается с замечаниями студенту на доработку.

Защита курсовых проектов производится преподавателю, проводившему занятия по РПУ, либо комиссии, назначенной заведующим кафедрой. Защита состоит из краткого (5…7 минут) доклада студента (постановка задачи проектирования, обоснование структурной и функциональной схем и принятых технических решений) и вопросов комиссии по содержанию проекта. По результатам защиты в ведомость и зачетную книжку проставляется оценка. Неудовлетворительная оценка, полученная по результатам защиты проекта, может являться основанием для выдачи нового задания повторного проектирования.