Комплексне кваліфікаційне завдання №11

КОМПЛЕКСНЕ КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ЗАВДАННЯ №11

1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Для вимірювання діаграми спрямованості повноповоротної антени розробити радіопередавач вимірювального сигналу.

1.1.1 Обрати схему експерименту.

З метою використання існуючої системи прийому і реєстрації сигналів НР-радара вимірювання діаграми спрямованості антени доцільно проводити в режимі прийому. Тоді допоміжна установка повинна випромінювати сигнал з прийнятими в НР-радарі параметрами, імітуючи «відбитий» сигнал. Ці параметри наведені в таблиці і є вихідними даними радіопередавача.

1.1.2 Скласти і обґрунтувати структурну схему передавача.

Оскільки в завданні не висуваються вимоги до стабільності частоти і вихідної потужності, можна обмежитись побудовою передавача по багато- каскадній схемі (рис. 1).

Рис. 1 Структурна схема радіопередавача

На цій схемі не показані, але в дійсності повинні існувати кола узгодження між каскадами передавача.

Автогенератор 1 виконують на малопотужному транзисторі для досягнення задовільної стабільності його частоти. Підсилювач потужності 2 призначений для обмеження впливу каскадів передавача на автогенератор (тобто він є буферним каскадом). Модулятор 3 – це каскад передавача, в якому відбувається імпульсна модуляція несучого коливання імпульсами генератора 4. Підсилювач потужності 5 підвищує потужність сигналу до заданої величини, збільшеної на величину втрат потужності в колі узгодження 6. Коло узгодження 6 виконує також функцію фільтрації гармонік на виході передавача.

1.1.3 Визначити елементну базу.

Оскільки потужність передавача невелика, всі каскади можуть бути виконані на біполярних транзисторах. Генератор прямокутних модулюючих імпульсів доцільно виконати на інтегральних мікросхемах, поставивши між ним і модулятором транзисторний підсилювальний каскад.

1.1.4 Розрахувати параметри режиму вихідного каскаду радіопередавача.

Рис. 2 Принципова схема вихідного каскаду і кола узгодження з навантаженням.

Вихідні дані каскаду:

· вихідна потужність в антені P_A = 1 Вт;

· частота ƒ = 160 МГц;

· опір навантаження 75 Ом.

З урахуванням ККД кола узгодження ɳ_КУ = 0,7 вихідна потужність генератора:

Р₁=

Для вихідного каскаду обираємо транзистор КТ606А, що має такі параметри:

U_к.доп = 60 В P_к.доп = 2,5 Вт

U_б.доп = 4 В S_гр = 0,1 А/В

U_відс = 1 В C_к = 10 пФ

i_к.доп = 0,4 А C_е= 27 пФ

L_б = L_е = L_к = 2,5 нГн

Обираємо:

· напруга живлення: E_к ˂ U_к.доп = · 60 = 30 В; обираємо E_к = 20 В.

· кут відсічки: Ѳ = 90°; тоді (Ѳ) = ɣ₁(Ѳ) = 0,5; (Ѳ) = ɣ₀(Ѳ) = 0,318.

· імпульс колекторного струму: i_к.max = (0,8…0,9) i_к.доп = 0,34 А.

Коефіцієнт напруженості режиму:

ξ_гр = = 1-

Амплітуда 1-ї гармоніки колекторної напруги:

U_к1 = E_к· ξ_гр = 20 · 0,83 = 16,6 В.

Амплітуда 1-ї гармоніки колекторного струму:

І_к1= (Ѳ) i_к.max = 0,5 · 0,34 = 0,17 А.

Постійна складова колекторного струму:

І_к0= (Ѳ) i_к.max= 0,318 · 0,34 = 0,108 А.

Коливальна потужність в колекторному колі:

Р₁ =

Потужність, що споживається від джерела живлення:

Р₀ = E_к І_к0 = 20

Потужність, що розсіюється на колекторі (в імпульсі):

Р_роз = Р₀ - Р₁ = 2,16 - 1,41= 0,75 Вт ˂ Р_доп = 2,5 Вт.

Коефіцієнт корисної дії:

ɳ = .

Амплітуда 1-ї гармоніки керуючого заряду:

Q_У1 = =

Мінімальна напруга на емітерному переході:

-

U_б.доп = 4 В.

Амплітуда 1-ї гармоніки напруги на емітерному переході:

ɣ₁()

Постійна складова напруги на емітерному переході:

ɣ₀ ()

Опір колекторного кола, що забезпечує граничний режим:

Розрахунковий параметр:

ᴂ = 1+ ɣ₁(Ѳ) ω_t С_{к к} = 1+0,5 2 .

Амплітуда 1-ї гармоніки базового струму:

ω ᴂ = 2

Опір коректуючого резистора:

Вхідна потужність, що розсіюється на :

мВт.

Вхідний опір за рахунок індуктивності L_e:

R_вх=

Вхідна потужність, що проходить на вихід за рахунок R_вх:

мВт.

Загальна вхідна потужність:

Р_вх =

Коефіцієнт передачі потужності:

К_р = = = 17,5.

Вхідна індуктивність:

L_вх = L_б + = 2,5 +

Вхідна ємність:

Опір, шунтуючий вхідне коло:

Рис. 3 Еквівалентна схема вхідного кола

Розрахунок кола зміщення вихідного транзистора

Рис.4 Схема зміщення

Застосування такої схеми дозволяє встановити розрахунковий режим при виконанні умов:

Звідси знаходимо:

Обираємо з ряду Е24: ,

При цьому на базі діє фіксоване зміщення, що дорівнює (за рахунок подільника напруги ) і автоматичне зміщення:

За рахунок постійної складової базового струму:

Параметри подільника напруги забезпечують також і корекцію частотної залежності К при закритому емітерному переході.

1.1.5 Розрахувати коло узгодження вихідного каскаду з навантаженням.

Рис. 5 Коло узгодження

Вихідні дані:

98 Ом

75 Ом

10 пФ

Характеристичний опір узгоджуючого кола:

ρ =

Ємності узгоджую чого кола:

С₁=С₂=

Враховуючи вихідну ємність транзистора

Параметри вітки : обираємо

L₃ =

Обираємо з ряду Е24:

1.1.6 Визначити вимоги до попередніх каскадів радіопередавача.

Попередні каскади передавача повинні забезпечити подачу на вхід каскаду радіоімпульсів потужністю 84 мВт.

1.1.7 Намалювати принципову схему вихідного каскаду і кола узгодження з навантаженням.

Ця схема зображена на рис.2

1.1.8 Розрахувати параметри кіл живлення та блокування.

Застосуємо схему паралельного живлення колекторного кола. Тоді індуктивність блокувального дроселя L_бл (рис.2):

обираємо

L_бл =

Ємність блокувального конденсатора:

обираємо

обираємо

Дата добавления: 2015-10-21