![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Проектирование цепей коррекции, согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств |
Министерство образования Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ) УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой РЗИ доктор технических наук, профессор В.Н. Ильюшенко 2003 г. Проектирование цепей коррекции, согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей Разработчик: доцент кафедры РЗИ кандидат технических наук А.А. Титов; Томск – 2003 УДК 621.396 Рецензент: А.С. Красько, старший преподаватель кафедры Радиоэлектроники и защиты информации Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.Титов А.А. Проектирование цепей коррекции, согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей. – Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2003. – 64 с. Пособие содержит описание схемных решений построения цепей формирования амплитудно-частотных характеристик, согласования и фильтрации широкополосных и полосовых усилителей мощности радиопередающих устройств, методов их проектирования по заданным требованиям к тракту передачи. © Томский гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2003 ©Титов А.А., 2003 Содержание Исходные данные для проектирования . . . .5 1.1. Структурная схема тракта передачи 1.2. Модели мощных транзисторов .7 2. Проектирование выходных цепей коррекции, согласования и фильтрации .9 1. Выходная корректирующая цепь широкополосного усилителя.9 2. Выходной согласующий трансформатор широкополосного усилителя .12 3. Выходной согласующий трансформатор полосового усилителя .15 4. Фильтры высших гармонических составляющих полосового усилителя.17 2. Проектирование цепей формирования амплитудно-частотных характеристик .19 1. Метод параметрического синтеза мощных усилительных каскадов с корректирующими .20 2. Параметрический синтез широкополосных усилительных каскадов .24 1. Параметрический синтез широкополосных усилительных каскадов с корректирующей цепью второго порядка 2. Параметрический синтез широкополосных усилительных каскадов с корректирующей цепью третьего порядка . 29 3. Параметрический синтез широкополосных усилительных каскадов с заданным наклоном амплитудно-частотной характеристики .35 3. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов.43 1. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов с корректирующей цепью третьего 2. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов с корректирующей цепью четвертого 3. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов с корректирующей цепью, выполненной в виде фильтра нижних частот .54 3. Список использованных источников . .60 ВВЕДЕНИЕ Задача оптимальной реализации входных, выходных и межкаскадных корректирующих цепей, цепей фильтрации и согласования широкополосных и полосовых усилителей мощности радиопередающих устройств по заданным требованиям к тракту передачи является неотъемлемой частью процесса проектирования передатчиков телевизионного и радиовещания, сотовой и пейджингогой связи, систем линейной и нелинейной радиолокации.
В известной учебной и научной литературе материал, посвященный этой проблеме, не всегда представлен в удобном для проектирования виде. К тому же в теории радиопередающих устройств нет доказательств преимущества использования того либо иного схемного решения при разработке конкретного передатчика. В этой связи проектирование усилителей мощности радиопередающих устройств во многом основано на интуиции и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего, по-разному решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов. В этой связи в данном пособии собраны наиболее известные и эффективные схемные решения построения входных, выходных и межкаскадных корректирующих цепей, цепей фильтрации и согласования широкополосных и полосовых усилителей мощности, а соотношения для расчета даны без выводов. Ссылки на литературу позволяют найти, при необходимости, доказательства справедливости приведенных соотношений. Поскольку, как правило, усилители мощности работают в стандартном 50 либо 75-омном тракте, соотношения для расчета даны исходя из условий, что их оконечные каскады работают на чисто резистивную нагрузку, а входные – от чисто резистивного сопротивления генератора. 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 1.1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ТРАКТА ПЕРЕДАЧИ Радиопередающие устройства предназначены для формирования радиочастотных сигналов, их усиления и последующей передачи этих сигналов к потребителю. Общая структурная схема радиопередающего устройства может быть представлена в виде, изображенном на рис. 1.1 Рис. 1.1 Основными элементами этой схемы являются: возбудитель, предназначенный для формирования несущего колебания; модулирующее устройство, изменяющее параметры несущего колебания для однозначного отображения в нем передаваемой информации; усилитель мощности, предназначенный для обеспечения необходимых энергетических характеристик электромагнитных колебаний. Методы проектирования возбудителей, модулирующих устройств, усилителей мощности и способы решения общих вопросов построения радиопередающих устройств описаны в . В настоящее время возрастают требования к таким параметрам радиопередающих устройств как коэффициент полезного действия, уровень выходной мощности, полоса рабочих частот, уровень внеполосных излучений, массогабаритные показатели, стоимость, которые в значительной мере определяются применяемыми в них усилителями мощности. В общем случае структурная схема усилителя мощности может быть представлена в виде, приведенном на рис. 1.2. Рис. 1.2 Входная цепь коррекции и согласования совместно с входным транзистором образуют входной каскад, межкаскадная корректирующая цепь (КЦ) и выходной транзистор образуют выходной каскад. При необходимости между входным и выходным каскадом может быть включен один или несколько промежуточных каскадов. Входная цепь коррекции и согласования предназначена для согласования входного сопротивления усилителя мощности с выходным сопротивлением модулятора и формирования заданной амплитудно-частотной характеристики входного каскада. Наибольшее распространение в настоящее время получила реализация входной цепи коррекции и согласования в виде последовательного соединения аттенюатора и КЦ той же структуры, что и межкаскадная КЦ .
Межкаскадная КЦ предназначена для формирования заданной амплитудно-частотной характеристики выходного каскада. Согласующе- фильтрующее устройство служит для устранения влияния реактивной составляющей выходного импеданса транзистора на уровень выходной мощности выходного каскада, для реализации оптимального, в смысле достижения выходной мощности, сопротивления нагрузки внутреннего генератора транзистора выходного каскада, для обеспечения заданного уровня внеполосных излучений радиопередающего устройства. Радиопередатчики чаще всего классифицируют по пяти основным признакам : назначению, объекту использования, диапазону рабочих частот, мощности и виду излучения. В настоящем учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы построения цепей формирования амплитудно-частотных характеристик, согласования и фильтрации транзисторных широкополосных и полосовых усилителей мощности радиопередающих устройств диапазона метровых и дециметровых волн. Предполагается, что требуемая выходная мощность радиопередатчика может быть получена от одного современного транзистора без использования устройств суммирования мощности нескольких активных элементов. Для широкополосных усилителей это десятки ватт, для полосовых – сотни ватт. 1.2. МОДЕЛИ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Используемые в настоящее время методы проектирования усилителей мощности радиопередающих устройств диапазона метровых и дециметровых волн основаны на применении однонаправленных моделей мощных биполярных и полевых транзисторов , принципиальные схемы которых приведены рис. 1.3 и 1.4. Рис. 1.3. Однонаправленная модель биполярного транзистора Значения элементов однонаправленной модели биполярного транзистора, представленной на рис. 1.3, могут быть рассчитаны по следующим формулам , – сопротивление базы; – максимально допустимые постоянное напряжение коллектор- эмиттер и постоянный ток коллектора. При расчетах по схеме замещения приведенной на рис. 1.3, вместо – коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования – круговая частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования равен единице; – текущая круговая частота. Формула (1.1) и однонаправленная модель (рис. 1.3) справедливы для области рабочих частот выше – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; – граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером. Рис. 1.4. Однонаправленная модель полевого транзистора Значения элементов однонаправленной модели полевого транзистора, представленной на рис. 1.4, могут быть рассчитаны по следующим формулам = – емкость затвор-сток; – сопротивление сток-исток; – сопротивление нагрузки каскада на полевом транзисторе. Приведенные в данном учебно-методическом пособии соотношения для проектирования входных, выходных и межкаскадных КЦ, цепей фильтрации и согласования широкополосных и полосовых усилителей мощности радиопередающих устройств основаны на использовании приведенных однонаправленных моделей транзисторов. 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫХОДНЫХ ЦЕПЕЙ КОРРЕКции, согласования и фильтрации Построение согласующе-фильтрующих устройств радиопередатчиков диапазона метровых и дециметровых волн основано на использовании выходных КЦ, широкополосных трансформаторов импедансов на ферритах, полосовых трансформаторов импедансов, выполненных в виде фильтров нижних частот, фильтрующих устройств, в качестве которых чаще всего используются фильтры Чебышева и Кауэра.
Пенопласт легко резать и строгать. Когда ручка будет готова, в одном конце ее надо сделать отверстие для трубочки. По глубине оно должно быть таким, чтобы в ручке можно было хранить хлыстик, воткнув его тонким концом. В качестве трубочки можно использовать, например, баллончик от шариковой ручки. Трубочку можно укрепить с помощью клея БФ-2. Толстый конец винипластового хлыстика следует сделать на конус такой лучше держится в трубочке. Рис.P126. Самодельная электроудочка: 1 корпус удочки, 2 электромагнит, 3 монтажная плата, 4 пружина, 5 якорь, 6 хлыстик, 7 сторожок. В последние годы некоторые рыболовы стали нользоваться заводскими и самодельными электроудочками. В корпус электроудочки (рис.P126) вмонтировано устройство, сообщающее ей ритмичные колебания различной частоты. Постоянный электрический ток от источника питания поступает в усилитель мощности и накапливается в электролитическом конденсаторе. По достижении критического потенциала конденсатор разряжается. При этом электрический импульс устремляется по замкнутой цепи на обмотку электромагнита
1. Лекции по курсу "Периферийные устройства компьютеров"
5. Разработка устройства согласования
9. Бюджетное устройство и бюджетный процесс РФ
10. Реформы государственного устройства, проводимые Петром I
11. Политическая жизнь и политическое устройство Испании
12. Основы общественно правового устройства РФ по Конституции 1993 года (TXT)
13. Формы государственного управления и устройства
14. Федеральное устройство России
15. Формы государственного устройства
16. Форма государства (форма правления, форма государственного устройства, политический режим)
17. Форма государственного устройства
18. Социальное устройство скифского общества
19. Сетевые периферийные устройства HUB /концентратор/
20. Устройства ввода информации
21. Разработка вычислительного устройства
25. Внешние устройства персонального компьютера
26. Система криптозащиты в стандарте DES. Система взаимодействия периферийных устройств
28. Основные устройства компьютера
30. Устройство персонального компьютера
31. Мышь, устройство и характеристики, разновидности современных манипуляторов
32. Оперативное запоминающее устройство
33. История развития устройств ввода ЭВМ
34. Устройство ПК
35. Ноутбук. Внешние устройства, подключаемые к нему
36. Проектирование устройства сбора данных
37. Учебник по программированию на Java для мобильных устройств
41. Электрометаллургия. Устройства печей
42. Устройство наддувного дизельного двигателя КамАЗ-7403.10
43. Устройство вывода на экран
44. Виды, ремонт, обслуживание, устройство и эксплуатация колёс
45. Расчет наматывающего устройства
46. Устройства дорожной одежды с применением золоминеральной смеси
47. Виды дугогосящих устройств, классификация их по способу воздействия на дугу
48. Сооружение устройств электроснабжения и их эксплуатация
49. Оборудование станции устройствами БМРЦ
50. Сооружение и устройства электроснабжения Петербургского Метрополитена
51. Устройство, проверка и регулировка тормозной системы автомобиля ВАЗ-2108 (отчет)
52. Устройство парусного корабля
53. Устройство газораспределительного механизма ГАЗ 24
57. Устройство динамической индикации
58. Диагностика отказов элементов и устройств автоматического управления
59. Устройство для измерения угла опережения зажигания четырехтактных карбюраторных двигателей
60. Описание работы электрической схемы охранного устройства с автодозвоном по телефонной линии
61. Устройство формирования импульсно-временной кодовой группы
62. Передающее устройство одноволоконной оптической сети
63. Разработка фотоприемного устройства волоконно-оптической системы передачи информации (ВОСПИ)
64. Устройство цифровой динамической индикации на 7 сигментных индикаторах
65. Разработка микропроцессорного устройства цифрового фильтра
66. Электронное устройство счета и сортировки
67. КПД трансформатора. Устройство и работа
69. Устройство цифровой записи речи (цифровой диктофон)
73. Устройство и принцип работы радиоприёмника Попова
74. Формы (устройство) (государства [Курсовая])
75. Новая модель экономики и общественного устройства
76. Демократическая и "исламская" модели государственного устройства
77. Формы правления и государственного устройства в России
78. Государственное устройство России в XVIII-XIX веках
79. Проблемы послевоенного устройства мира
80. Внутреннее устройство вестготского королевства в VII в.
81. Общекорабельные системы и устройства
82. Устройство и классификация метательных машин
83. Кодирующее устройство для ввода информации с клавиатуры
89. Государственное устройство Австралии
90. Федерация как форма государственного устройства
92. Основные характеристики конституционного устройства Ямало- Ненецкого автономного округа
93. Федеративное устройство Российской Федерации
95. Проектирование Цифрового устройства
96. Разработка автоматического устройства
97. Разработка логического устройства комбинационного типа на мультиплексорах
98. Состав оборудования АТСЭ Квант, устройство вводов кабелей в здания и сооружения
99. Устройства СВЧ