Амплитудно–модулированный передатчик ближней связи

Скачать

Проектирование амплитудно–модулированного СВЧ–передатчика с частотной модуляцией. Расчет задающего генератора на диоде Ганна и выходного усилителя на лавинно–пролетном диоде. Выбор конструкции и эквивалентной схемы, определение электронного режима.

Размер: 160,4 K
Тип: курсовая работа
Категория: Коммуникации и связь
Скачать

Другие файлы:

Амплитудно-модулированный сигнал 10МГц 20-2000Гц
Три схемы модуляции: амплитудная, угловая и импульсная. Особенности и подходы к реализации данных схем модуляции, предъявляемые к ним требования. Схем...

Частотно-модулированный СВЧ передатчик
Создание высоконадежной, экономичной и малогабаритной приемо-передающей аппаратуры. Расчет параметров устройств передатчика, электронного режима генер...

Импульсно–модулированный СВЧ передатчик
Анализ технического задания и выбор структурной схемы импульсно–модулированного СВЧ передатчика с частотной модуляцией. Расчет задающего генератора на...

Амплитудно-модулированный сигнал 10МГц 20-2000Гц
Краткая характеристика модуляторов, их классификация, применение, основные технические решения. Основные схемы модуляции: амплитудная, угловая, импуль...

Обмен информацией. Передатчик и приемник
Обмен информацией. Передатчик и приемник.Источник (передатчик) и получатель (приемник) служат для обмена некоторойинформацией. В одном случае отправит...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРТУ

Кафедра А и РПУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему

«Амплитудно-модулированный передатчик ближней связи»

по курсу

Методы и устройства формирования сигналов

Выполнил: студент гр. Р-48

Небавский Е.Е.

Проверил: Алексеев Ю.И

Таганрог 2002

Содержание

Введение

1. Анализ технического задания и выбор структурной схемы

2. Расчет задающего генератора

2.1 Выбор конструкции и эквивалентной схемы

2.2 Расчет электронного режима

2.3 Расчет колебательной системы

3. Расчет усилителя

4. Расчет модулятора

Список литературы

Введение

Радиотехнические системы СВЧ диапазона имеют широкую область применения. В состав большинства из них входят радиопередатчики - устройства, в значительной степени определяющие надежность и долговечность всей системы в целом [5].

Проблема создания многофункциональной, высоконадежной, экономичной и малогабаритной аппаратуры решается путем миниатюризации применяемых активных приборов и колебательных систем на основе использования полупроводниковых приборов и интегральных схем. Раньше прогресс в указанном направлении целиком и полностью определялся уровнем развития технологии изготовления транзисторов. Однако появившиеся в конце 60-х годов ХХ столетия полупроводниковые генераторные диоды СВЧ составили серьезную конкуренцию транзисторам, и в настоящее время, благодаря успехам современной технологии, значительно превзошли их по ряду важнейших показателей [1, 5].

По сравнению с транзисторами генераторные диоды СВЧ обладают существенными преимуществами по максимальной частоте генерации, выходной мощности на частотах выше 5 ГГц, надежности, технологичности и массогабаритным характеристикам. Эти приборы выделены в отдельный класс электронных приборов - полупроводниковые генераторные диоды СВЧ или диоды с отрицательным сопротивлением, к которым относятся лавинно - пролетные диоды (ЛПД), диоды с междолинным переносом электронов (МПД), называемые диодами Ганна, лавинно - ключевые диоды (ЛКД), инжекционно - пролетные диоды (ИПД).

В данном курсовом проекте будет рассмотрено проектирование СВЧ - передатчика с частотной модуляцией. Необходимо будет рассчитать задающий генератор на диоде Ганна и выходной усилитель на лавинно-пролетном диоде.

1. Анализ технического задания и выбор структурной схемы

амплитудный модулированный передатчик усилитель

Анализируя техническое задание и учитывая рабочую частоту 15 ГГц, выберем в качестве задающего генератора диодный генератор. Так как диоды СВЧ превосходят транзисторы по ряду важнейших показателей. В качестве диода СВЧ выберем диод Ганна [2].

Сигнал с выхода генератора подается на модулятор. Модулятор собран на волноводном Е-тройнике, в боковом плече которого находятся переключающий диод и короткозамыкающий поршень.

Генератор не дает нам требуемой выходной мощности. Поэтому на выходе необходимо поставить усилитель.

В зависимости от способа включения источника входного сигнала и нагрузки различают проходные и отражательные диодные усилители [1].

В проходных усилителях для связи резонатора с источником сигнала и нагрузкой используются два отдельных элемента связи; при этом резонатор с диодом включается по схеме четырехполюсника. В отражательных усилителях для связи резонатора с источником сигнала и нагрузкой используется ферритовый циркулятор, при этом резонатор включается по схеме двухполюсника.

Наибольшее практическое применение находят отражательные усилители, так как они существенно превосходят проходные усилители по выходной мощности, полосе пропускания, коэффициенту шума и чувствительности к изменению параметров нагрузки.

Выберем усилитель отражательного типа с ферритовым циркулятором.

Анализируя выше сказанное, получим следующую структурную схему - модулированного СВЧ передатчика.

Рис. 1. Структурная схема амплитудно- модулированного СВЧ передатчика ближней связи.

2. Расчет задающего генератора

2.1 Выбор конструкции и эквивалентной схемы

Конструкции генераторов на диодах Ганна (ДГ) подобны конструкциям генераторам на других активных элементах и включают в себя резонансную колебательную систему, элементы связи с нагрузкой, элементы связи ДГ с колебательной системой и подачи питания на диод [2].

Колебательные системы генераторов могут быть образованы отрезками волноводных, коаксиальных или полосковых линий, а также элементами с сосредоточенными параметрами.

Волноводная конструкция характеризуется наименьшими потерями и соответственно, наибольшей добротностью, сравнительно узким диапазоном механической и электрической перестройки по частоте, удобна при построении многодиодных генераторов. Связи с нагрузкой осуществляется через накладываемые или встроенные индуктивные или емкостные диафрагмы. Возможно использование волноводов прямоугольного и эллиптического сечения. Для уменьшения размеров иногда волновод заполняют диэлектриком.

Коаксиальная конструкция характеризуется простотой, большим диапазоном механической и электрической перестройки. Генераторный диод устанавливается обычно в разрыв центрального проводника коаксиала. Может быть использована любая (кондуктивная, индуктивная, емкостная, дифракционная) связь с нагрузкой.

Достоинствами микрополосковых конструкций генераторов являются малые габариты и масса, дешевизна и технологичность. Эти конструкции удобны при использовании бескорпусных диодов. Добротность микропоплосковых резонаторов сравнительно мала. При низкой добротности ухудшаются шумовые параметры генератора. Микрополосковые конструкции обычно используются на частотах не выше 20 ГГц. Более технологичны несимметричные полосковые линии.

Выберем волноводную конструкцию генератора.

Эквивалентная схема генератора при использовании короткозамкнутого отрезка линии показана на рис.2, где Yo - проводимость нагрузки, трансформированная к зажимам ДГ, l - длинна короткозамкнутой линии, rк - сопротивление потерь (в дальнейшем его не учитываем), - ёмкость и индуктивность корпуса диода, - активная и реактивная электронные проводимости кристалла [2].

Рис. 2. Эквивалентная схема генератора.

Реактивная проводимость кристалла может носить как индуктивный, так и емкостный характер. В работе будет использована емкостная проводимость кристалла. На рис.3. Приведена эквивалентная схема генератора с емкостной проводимостью кристалла, где Вк - реактивная проводимость отрезка линии, Скр - эквивалентная емкость, учитывающая реактивную проводимость кристалла, - суммарная активная проводимость нагрузки и потерь резонатора, трансформированная к зажимам ДГ.

Рис. 3. Эквивалентная схема генератора с емкостной проводимостью кристалла

2.2 Расчет электронного режима

В соответствии с рабочей частотой f = 15 ГГц, выберем диод типа 3А723А, параметры которого приведены в табл. 1.

Таблица 1

f, ГГц

, Вт

, Ом

, В

, А

, Вт

m, г

, ГГц

10,15-15.44

0,01

3-10

8

0,3-0,4

3,5

0,15

12,7

Выберем В, Ом, В, А

Определим КПД контура, положив добротность нагруженного контура , добротность ненагруженного контура .

Рассчитаем активную проводимость

где - коэффициенты нелинейности. Примем , , .

Суммарная активная проводимость, трансформированная к зажимам ДГ

мСм

Воспользуемся аппроксимацией активной проводимости ДГ полиномом шестой степени

- максимальная величина проводимости. Ее можно найти по формуле

мСм

Для эквивалентной схемы на рис.3 нелинейное дифференциальное уравнение относительно напряжения на кристалле (проводимости ) имеет вид

где

коэффициент регенерации

Решение этого уравнения дает амплитуду напряжения на проводимости

, В

где

Мощность потребляемая от источника питания Вт

Колебательная мощность генератора

мВт