Proiectarea unui emițător de transmisie radio cu modulație de amplitudine. Introducere

Nume: Design dispozitive de transmisie radio.

Sunt luate în considerare problemele proiectării dispozitivelor de transmisie radio de lungimi de undă și puteri diferite. Sunt prezentate o metodologie pentru calcularea transmițătoarelor radio de radiodifuziune și televiziune conectate, precum și a transmițătorilor radio pentru comunicații radio și spațiale. Cartea este destinată studenților universităților de comunicații și poate fi utilă și dezvoltatorilor de echipamente radio.

Prefaţă. 6
Capitolul 1. Introducere
1.1. Informații generale. 7
1.2. Dispozitive de electrovacuum pentru dispozitive de transmisie radio. 8
1.3. Recomandări generale la construirea unei diagrame bloc a tractului frecventa inalta transmiţător. 16
Referințe. 19
Capitolul 2. Emițătoare radio cu unde lungi și medii
2.1. Tipurile și scopul transmițătorilor. 21
2.2. Cerințe de bază pentru transmițătoare. 22
2.3. Diagrame structurale. 25
2.4. Calculul sistemului de circuite de ieșire. 33
2.5. Caracteristici ale schemelor de circuit ale etajului de ieșire. 36
Referințe. 41
Capitolul 3. Proiectarea transmițătoarelor de unde scurte
3.1. Tipuri de transmițătoare și cerințe pentru acestea. 42
3.2. Diagrame structurale. 45
3.3. Selectarea unui mod și calcularea unui amplificator rezonant cu tub. 52
3.4. Calculul condițiilor de stabilitate și câștig de putere al cascadelor rezonante. 56
3.5. Etape de amplificare în bandă largă. 62
3.6. Proiectarea transformatoarelor gama KB de bandă largă. 70
3.7. Sisteme oscilatorii. 84
3.8. Filtrarea armonicilor. 94
Referințe. 106
Capitolul 4. Calculul modurilor generatorului cu modulația de amplitudine
4.1. O introducere rapidă în modularea de amplitudine. 109
4.2. Modulare pe grila de control prin deplasare. 110
4.3. Calculul amplificatoarelor de oscilații modulate. 113
4.4. Modulație pe o grilă pentodă. 114
4.5. Modularea anodului. 115
Referințe. 121
Capitolul 5. Modulatoare ale emițătorilor de comunicații și radiodifuziune
5.1. Modulatoare ale transmițătorilor de comunicații. 122
5.2. Modulatoare pentru emițătoare radio. 127
5.3. Negativ feedbackîn modulatoare. 140
Referințe. 143
Capitolul 6. Transmițătoare de unde scurte cu bandă laterală unică
6.1. Informații generale. 144
6.2. Diagrame bloc ale emițătoarelor cu bandă laterală unică. 148
6.3. Semnal de grup pe calea unui transmițător cu bandă laterală unică. 149
6.4. Procedura de proiectare a unui transmițător cu OM. 151
6.5. Calculul tehnic al etapei de ieșire. 156
6.6. Calculul randamentului industrial al unui transmițător cu OM. 164
Referințe. 165
Capitolul 7. Proiectarea etajelor finale ale transmițătoarelor cu tranzistori
7.1. Introducere. 167
7.2. Tranzistorul oscilator și parametrii săi. 168
7.3. Clasificarea generatoarelor de tranzistori. 174
7.4. Generatoare în moduri sub-stresate și critice. 178
7.5. Generatoare în mod cheie și supratensiune. 194
7.6. Caracteristici ale proiectării etapelor intermediare. 208
7.7. Caracteristici ale proiectării generatoarelor pentru modularea amplitudinii colectorului. 209
7.8. Proiectarea circuitelor de comunicatii. 212
7.9. Calculul condițiilor termice. 213
Referințe. 216
Capitolul 8. Patogeni
8.1. Observații introductive. 218
8.2. Selecția și raționamentul diagrama functionala senzor de frecvență de referință. 219
8.3. Formarea tipurilor de lucru în excitator. 226
8.4. Selectarea frecvențelor excitatorului. 230
Referințe. 232
Capitolul 9. Proiectarea și calculul sistemelor oscilatoare ale amplificatoarelor din domeniul metrului, decimetrului și centimetrului
9.1. Caracteristici de proiectare ale dispozitivelor de amplificare. 234
9.2. Principii de construire a sistemelor de amplificare oscilatoare. 242
9.3. Sisteme oscilatorii folosind linii omogene. 249
9.4. Sisteme oscilatoare care folosesc linii neuniforme. 266
9.5. Circuite de comunicație. 274
9.6. Circuite de putere a amplificatorului. 292
Referințe. 294
Capitolul 10. Transmițătoare de imagine broadcast din gamele VHF și UHF
10.1. Informații generale. 296
10.2. Întocmirea unei scheme structurale generale. 297
10.3. Construirea și calculul cascadelor tetradice de materiale didactice. 310
10.4. Construcția și calculul traseului unui computer cu tranzistor de bandă largă. 320
10.5. Construirea și calculul unui traseu de oscilații modulate la o frecvență intermediară. 325
Referințe. 333
Capitolul 11. Emiţătoare de transmisie FM şi coloana sonoră programe de televiziune
11.1. De bază specificatii tehnice Transmițătoare FM și audio. 334
11.2. Întocmirea schemelor bloc ale emițătorilor. 334
11.3. Proiectarea cascadelor de cale de amplificare RF. 341
11.4. Proiectarea modulatoarelor de frecvență folosind varicaps. 345
Referințe. 349
Capitolul 12. Transmițătoare Klystron pentru comunicații troposferice și spațiale și televiziune
12.1. Caracteristicile tehnice de bază ale emițătorilor liniilor de comunicații troposferice și spațiale. 350
12.2. Întocmirea diagramelor structurale. 351
12.3. Selectarea tipului de klystron. 353
12.4. Calculul electric și parametrii geometrici clistron. 355
12.5. Calculul modului amplificatorului. 363
12.6. Calcul de verificare caracteristicile de frecvență. 369
12.7. Factorul de câștig. Puterea excitatorului. 370
12.8. Compilare diagrama schematica amplificator klystron. 371
12.9. Proiectarea amplificatoarelor klystron pentru un post de radio de televiziune. 373
12.10. Calculul modurilor emițătorului amplificatorului klystron, imagini. 377
12.11. Calculul modului de amplificare klystron al transmițătorului audio. 382
12.12. Construirea unui circuit pentru etapele finale ale amplificatoarelor klystron de televiziune. 384
Referințe. 386
Capitolul 13. Amplificatoare și oscilatoare UHF și microunde pe lămpi metalo-ceramice
13.1. Observații introductive. 387
13.2. Circuite de amplificatoare și auto-oscilatoare. 387
13.3. Calculul modului amplificatorului de putere. 389
13.4. Un exemplu de calcul al modului și al sistemului oscilator al unui amplificator. 395
13.5. Consolidarea oscilațiilor modulate. 406
13.6. Calculul modului oscilator. 408
Referințe. 410
Capitolul 14. Emițătoare comunicare prin releu radio
14.1. Observații introductive. 411
14.2. Cerințe de bază pentru transmițătoarele RRL cu modulația de frecvență. 412
14.3. Construcția schemelor bloc ale transmițătoarelor FM RRL. 415
14.4. Proiectarea modulatoarelor de frecvență folosind varicaps. 419
14.5. Proiectarea modulatoarelor de frecvență folosind klystroni reflectorizante. 422
14.6. Proiectarea mixerelor transmițătoare cu microunde. 423
14.7. Calculul filtrelor cu microunde trece-bandă. 426
Referințe. 426
Anexa 1. 427
Anexa 2.

Dispozitive electrovacuum pentru dispozitive de transmisie.

Dispozitivele de transmisie radio folosesc o varietate de dispozitive electronice, semiconductoare și ionice. Gama lor este actualizată constant: sunt dezvoltate în mod fundamental altele noi, cele existente sunt îmbunătățite, iar cele învechite sunt eliminate din practică.

Fezabilitatea utilizării lămpilor sau tranzistorilor și tipurile lor specifice pentru fiecare cascadă sunt determinate de calcule tehnice și economice. Tendința generală în prezent este următoarea.

În cascade puternice de transmițătoare (cu excepția celor mai lungi lungimi de undă) acestea sunt utilizate în principal tuburi radio electroniceși dispozitive electronice speciale cu microunde. Dispozitivele semiconductoare sunt din ce în ce mai utilizate în cascade de putere redusă.
Utilizarea generatoarelor de putere redusă și a tuburilor amplificatoare de recepție în dispozitivele de transmisie este justificată numai dacă se dovedește imposibilitatea sau inutilitatea evidentă a utilizării tranzistorilor, diodelor semiconductoare etc inevitabil în condiţii temperatură ridicată mediu, cu o diferență mare între temperaturile maxime și minime, în prezența radiațiilor penetrante etc.

Descărcare gratuită e-carte V format convenabil, urmăriți și citiți:
Descarcă cartea Design of radio transmitting devices - Shakhgildyan V.V. - fileskachat.com, descărcare rapidă și gratuită.

Teza pe tema:

Dezvoltarea unui dispozitiv de transmisie radio care funcționează în modul de modulare cu bandă laterală unică

INTRODUCERE

SARCINA DE PROIECTARE

1. SELECȚIA ȘI JUSTIFICAREA DIAGRAMEI STRUCTURALE

2. CALCULUL MODULUI DE FUNCȚIONARE AL CASCADEI FINALE

2.1 Selectarea tipului de tranzistor

2.2 Calculul circuitului de intrare a tranzistorului

2.3 Calcul circuit colector etapa finală

3. CALCULE ȘI SELECTAREA CASCADELOR DE INTRARE

3.1 Calculul unui oscilator cu cuarț

3.2 Selectarea tipului de modulator echilibrat

3.3 Selectarea și calcularea filtrelor

4. CALCULUL LINII DE COMUNICARE

5. SINTETIZATOR DE FRECVENTA

6. CALCULUL SISTEMULUI DE RĂCIRE ​​AL TRANZISTORULUI 2T925V

7. SURSA DE ALIMENTARE

CONCLUZIE

REFERINȚE

APLICAȚII

INTRODUCERE

Tema acestui proiect de diplomă este dezvoltarea unui dispozitiv de transmisie radio care funcționează în modul de modulație cu bandă laterală unică. Dispozitivele de transmisie radio de acest tip sunt utilizate pe scară largă în intervalul de frecvență f = 1,5 - 30,0 MHz ca dispozitive de comunicații, deoarece semnalul de vorbire (transmis) este de bandă destul de îngustă - 300... 3400 Hz. Acest lucru se datorează scopului acestui tip de transmițătoare, atât în ​​ceea ce privește consumul de energie (stații mobile de radio), cât și caracteristicile acestuia. gama de frecvente, și anume capacitatea sa mică de informare.

Pe baza circumstanțelor de mai sus, putem concluziona că modulația cu o singură bandă laterală are o serie de avantaje față de modulația convențională de amplitudine. Acestea includ: o bandă de frecvență mai îngustă a canalului radio (care va permite multiplexarea în frecvență a canalelor), caracteristici energetice mai bune ale transmițătoarelor radio (eficiență crescută în comparație cu modulația convențională în amplitudine), versatilitate (utilizare în condiții staționare ca stații de bază, precum și în sistemele de servicii mobile - terestre, maritime, aeriene).

Dezavantajul acestui tip de modulație este schema complicată a circuitelor atât a căilor de transmisie, cât și a celor de recepție. de acest tip dispozitive.

Cerințele pe care trebuie să le îndeplinească transmițătorul sunt, în primul rând, simplitatea proiectării circuitelor (care se realizează prin utilizarea element de bază), care oferă fiabilitate ridicată, capacitatea de a funcționa într-o gamă largă de temperaturi ambientale și umiditate, ușurință în manipulare, uneori rezistență la șocuri, consum redus de energie și costuri reduse.

SARCINA DE PROIECTARE

Proiectați un transmițător radio de comunicații cu modulație în bandă laterală unică care satisface următorii parametri:

Maxim putere de ieșireîn alimentator – P 1 max = 10 W;

Gama de frecvențe – f = 10…16 MHz;

Impedanta caracteristica alimentatorului – W f =50 Ohm;

Tensiune de alimentare – E = 220 V, 50 Hz (rețea);

Pas de grilă de frecvență – 1 kHz;

PVI = - 45 dB;

Frecvențe de modulație – f mod = 0,3…3 kHz;

Instabilitatea relativă a frecvenței – 3 * 10 – 5.

În timpul procesului de proiectare, este necesar să selectați și să calculați:

– să întocmească și să justifice o diagramă structurală;

– formulați cerințele pentru sursa de alimentare, furnizați diagrame.

Lucrari grafice:

– parte din schema circuitului electric (selectat de profesor);

– schema de aranjare a elementelor cascadei finale (vedere de sus și laterale).

1. SELECȚIA ȘI JUSTIFICAREA DIAGRAMEI STRUCTURALE

Emițătoarele de comunicație din acest interval de frecvență f = 1,5...30 MHz funcționează, de regulă, în modul de modulație cu bandă laterală unică. Un semnal cu o singură bandă laterală este generat prin metoda filtrului la o frecvență relativ scăzută (f 0 = 500 kHz) și transferat folosind convertoare de frecvență în domeniul de funcționare.

Vom construi schema bloc a transmițătorului proiectat astfel încât să minimizăm distorsiunile neliniare, asigurând simultan o suprimare specificată a radiației oscilației în afara benzii, precum și un număr minim de circuite reglabile în etapele intermediare și finale ale emițătorul. Să luăm în considerare o variantă a diagramei structurale (Fig. 1), care satisface pe deplin cerințele menționate mai sus.

Orez. 1. Diagrama bloc transmițătorul proiectat.

Scurtă descriere a diagramei bloc propuse și a scopului blocurilor:

Semnalul sonor de la microfon este amplificat de un amplificator low-pass (LF) la nivelul cerutși merge la modulatorul echilibrat 1 (BM 1), a cărui intrare a doua primește o tensiune cu o frecvență f0 = 500 kHz (semnalul generat de sintetizatorul de frecvență este folosit ca frecvență de referință f0). Frecvența acestui generator este selectată ținând cont de caracteristicile de amplitudine-frecvență ale filtrului electromecanic (EMF) și de alegerea benzii laterale de lucru (superioare). Pentru această frecvență, industria produce filtre electromecanice (EMF) cu o pantă caracteristică de atenuare S = 0,1...0,15 dB/Hz în plus, sintetizatorul de frecvență va oferi instabilitatea de frecvență relativă specificată, deoarece folosește un oscilator cu cuarț; Deoarece banda de semnal utilă în conformitate cu specificațiile tehnice este de 300 până la 3000 Hz, este posibil să se utilizeze un EMF a cărui lățime de bandă este de 3 kHz. Conform standardelor, pentru emițătoarele cu o singură bandă laterală cu o frecvență de operare peste 7 MHz, semnalul de ieșire trebuie să conțină o bandă laterală superioară (Fig. 2), iar pentru o frecvență de operare sub 7 MHz - una inferioară. Ieșirea BM 1 produce un semnal bidirecțional cu o purtătoare slăbită. Gradul de suprimare a frecvenței purtătoare la ieșirea transmițătorului este determinat de modulatorul echilibrat și EMF, iar sursa de alimentare nedorită este determinată numai de parametrii EMF. Prin urmare, gradul de prezență a componentelor spectrale străine în semnal depinde de calitatea construcției acestei cascade, iar în cascadele ulterioare este imposibil să se schimbe raportul acestor componente în semnal. După ce semnalul trece prin BM 1 și EMF, semnalul se estompează, așa că este recomandabil să folosiți un amplificator de compensare (KU 1), de la ieșirea căruia semnalul merge la BM2.

A doua intrare a BM 2 primește un semnal frecventa auxiliara f 1 = 20 MHz, care, similar cu f 0, este generat de un sintetizator. Frecvența f 1 este selectată deasupra vârfului frecventa de functionare emițător – f B . Cu această alegere, frecvența combinată la ieșirea BM 2, egală cu f 1 + f 0, va fi, de asemenea, mai mare decât frecvența superioară a domeniului de funcționare al emițătorului. În consecință, oscilațiile generatorului auxiliar f 1 și ale produselor de conversie de ordinul întâi cu frecvențe f 1 + f 0, dacă intră în intrarea amplificatorului de putere, nu vor crea interferențe în domeniul de funcționare al transmițătorului proiectat. Dereglarea relativă între frecvențele combinate la ieșirea BM 2 nu este, de regulă, mare, prin urmare, selectarea frecvenței combinate dorite ar trebui efectuată de un filtru piezoceramic (PF) sau un filtru de undă acustică de suprafață, care are o selectivitate suficient de mare. Lățimea de bandă a acestui filtru nu trebuie să fie mai mică decât lățimea de bandă semnal transmis. După ce semnalul trece prin BM 2 și PF, semnalul este și el atenuat, așa că aici este indicat să folosiți și un amplificator compensator (KU 2), după care semnalul merge la BM3.

Semnalul cu bandă laterală unică de la ieșirea KU 2 din modulatorul echilibrat BM3 este amestecat cu frecvența f 2. Sursa acestor oscilații este un sintetizator cu grilă de frecvență discretă, care generează o grilă într-un interval dat cu un pas dat. Frecvența f2 este selectată deasupra f1, adică deasupra domeniului de funcționare. Frecvențele domeniului de funcționare sunt obținute la ieșirea lui BM3 în funcție de valoarea lui f 2. Ele sunt egale cu diferența dintre frecvențele f 2 și frecvențele intermediare de conversie la ieșirea filtrului trece-bandă f = f 2 - f 1 - f 0. În acest fel, se poate determina intervalul necesar de grilă f2.

Valoare superioară: f 2 = f în + f 1 + f 0 = 16 + 20 + 0,5 = 36,5 MHz

Valoare inferioară: f 2 = f n + f 1 + f 0 = 10 + 20 + 0,5 = 30,5 MHz

Aceste frecvențe sunt izolate de un filtru trece-jos (LPF), care trebuie să acopere întreaga gamă de funcționare. Frecvența de tăiere a filtrului trece-jos nu trebuie să fie mai mică decât frecvența de operare superioară a intervalului.

Un semnal cu o singură bandă laterală este generat la un nivel de putere scăzut de 1 - 5 mW. Este adus la un anumit nivel la ieșirea transmițătorului de un amplificator liniar de putere în bandă largă, numărul de trepte în care este determinat de valoarea câștigului de la capăt la capăt:

K P = P 1 / P VX = 11,2 / 0,005 = 2240,

unde P 1 este puterea din circuitul colector al etapei finale a transmițătorului,

P VX - puterea semnalului cu o singură bandă laterală la ieșirea filtrului trece-jos.

Ca urmare a amplificării silozului, se obține un semnal suficient de puternic care ajunge la intrarea etapei finale (OC), care determină puterea nominală specificată în calea de transmisie, determină eficiența dispozitivului, în plus, circuitul de comunicație (CC) conectat în serie cu OC determină nivelul emisiilor în afara benzii. Să determinăm numărul de trepte de amplificare (AS) pentru a obține puterea nominală specificată pe baza valorii câștigului de la capăt la capăt:

Să presupunem că câștigul de putere al unei trepte este egal cu 8, atunci numărul de trepte siloz poate fi determinat prin împărțirea K P la valoarea câștigului unei trepte.

Amplificarea puterii semnalului cu o cantitate de cel puțin 4.375 va fi efectuată în etapa finală.

1 . Termeni de referință

Proiectați un transmițător de difuzare AM (PRVAM) cu următorii parametri:

· Puterea în antenă (sarcină) P ~ =100 kW;

· Impedanța caracteristică a alimentatorului cu Ф = 150 Ohm;

· Eficiența alimentatorului z f = 0,80;

· Coeficientul undei de călătorie KBB = 0,8;

· Indicele maxim de modulație m = 1;

· Gama de frecvență de funcționare f min - f max, 0,1 - 0,3 MHz;

· Gama de frecvență de modulație DF = 50 10000 Hz;

· frecvenţa purtătoare f 0 =200 kHz.

Analiza specificațiilor tehnice:

Emițătoare de transmisie radio (PRT) cu AM utilizate în lung, mediu și unde scurte parametrii acestora trebuie să respecte GOST 1392468. În versiunile cu tuburi ale emițătoarelor, pentru a obține un semnal AM de o putere dată, cele mai comune sunt modularea anodică, anod-ecran sau combinată (pe mai mulți electrozi) în etapa finală de amplificare a oscilațiilor modulate; (UMA) este utilizat mai rar.

În cadrul acestei lucrări au fost efectuate următoarele calcule:

· etapa finală la punctele de vârf, minime și telefonice, precum și la adâncimea de modulație 100%;

· dispozitiv modulator și parametrii electrici ai elementelor sale; transformator, bobine, condensatoare de blocare;

· sistem oscilator de ieșire;

2. Alegerea unei metode de construcție proiectarea dispozitivului proiectat

Pentru implementare a acestui dispozitiv A fost aleasă o opțiune de implementare cu modulare anodă datorită eficienței energetice ridicate, liniarității bune și utilizării pe scară largă în emițătoarele de transmisie radio. Schema bloc a dispozitivului proiectat este prezentată în Figura 1.

Figura 2.1. Schema bloc a proiectat emițător de difuzare eu însumi.

Calculul aproximativ al unui transmițător radio cu AM conform diagramei bloc

Conform specificaţiilor tehnice, emiţătorul trebuie să aibă următorii parametri: P ~ = 100 kW;

indicele de modulație m = 1;

intervalul de frecvență de funcționare f min f max = 0,1 0,3 MHz.

Pe baza parametrilor specificați mai sus, vom face un calcul aproximativ al elementelor emițătorului radio.

Puterea de vârf în antenă va fi:

Puterile P 1 T și P 1 max furnizate de dispozitivele OK sunt determinate de formulele:

unde este eficiența aproximativă a sistemului oscilator de ieșire. selectate din tabelul din și , eficiența alimentatorului.

Atunci P 1 T = 136 kW, P 1 max = 544 kW.

Datorită faptului că OK implementează modularea anodului, atunci puterea nominală Alimentarea electrică este selectată conform regulii P 1nom? 2P 1 T = 272 kW (puterea nominală a lămpilor generatorului).

Deoarece La dezvoltarea OK, a fost folosit un circuit push-pull, apoi P 1nom al lămpii = .

Alegerea tipului de lampă se efectuează în funcție de parametri precum P 1nom a lămpii și frecvența maximă de funcționare f max.

Conform tabelelor de referință prezentate în și, a fost selectată o lampă GU 66 B, având următorii parametri: E a nom = 10 kV; S = 0,16 A/V, P nom de referință = 150 kW.

Descrierea lămpii GU 66 B este dată în apendicele 1.

Schema schematică a transmițătorului de transmisie radio proiectat este prezentată în Figura 2.2.

Figura 2.2 - Schema schematică a emițătorului AM proiectat.

3 . Calculul etapei finale (OK)

ÎN în acest moment OK se calculează în următoarele moduri:

· în punctul de vârf;

· la punctul minim;

· la un punct telefonic;

· la 100% adâncime de modulare.

Adâncimea de modulație tensiunea anodului m = 1 conform termeni de referință.

Schema schematică a etapei finale este prezentată în Figura 3.1.

Figura 3.1 Schema schematică a etapei finale.

Tensiunea de alimentare a anodului pentru modul punct de telefon este de obicei selectată ca:

Unghiul de tăiere este selectat în intervalul și = 80 - 90?. ÎN în acest caz, Să luăm unghiul de tăiere egal cu 90?.

3 .1 Calculul etapei finale (OK) în maxim punct

Calculul etapei finale la punctul maxim se efectuează conform metodei prezentate în și.

Tensiunea de alimentare a anodului și a rețelei de ecranare:

E a max = E a . t (1+m)=16 kV

Factor de utilizare a tensiunii anodului în modul limită

Tensiunea de amplitudine la anod:

U a max = E amax o max =15,7 kV

Amplitudinea primei armonice a curentului anodic:

I a 1 max =2=69,2 A

Amplitudinea impulsului curentului anodic

Sunt == 138,4 A

Rezistenta echivalenta la sarcina anodica:

Unghiul de tăiere superior este determinat din ecuație

De unde obținem = 0,31 rad = 18 0

Componenta DC a curentului anodic ținând cont de vârful trunchi al pulsului

Puterea consumată de circuitul anodic

Puterea disipată la anod

Eficiența circuitului anodic în regim maxim

Amplitudinea tensiunii de excitare în circuitul rețelei de control și tensiunea de polarizare

Rezistență la polarizare automată

unde, = 71,2 0, ? 0,66

Componentele curentului rețelei

unde sunt coeficienții și, ținând cont de natura nesinusoidală a impulsului de curent, se presupune că sunt egali? 0,66, ? 0,75

Consumul de energie de la etapa anterioară a PC-ului și sursa de polarizare

Putere disipată pe rețeaua de control

3 .2 Calculul final cascadă (OK) la punctul minim

Calculul modului punct minim se efectuează conform metodelor prezentate în -. Modul punct minim este caracterizat de tensiuni scăzute la anod. În regiunea e a >0, intensitatea regimului crește și MX-ul este ușor îndoit. Pentru a atenua aceste fenomene, în circuitul de curent este inclusă rezistența de polarizare automată R c ...

Parametrii modului minim sunt calculați numai pentru circuitul rețelei de control, . Datele inițiale pentru acest calcul sunt U c max, E c 0, S, R c. .

Pentru a afla parametrii curentului rețelei, folosind metoda descrisă în găsim din ecuație

Consumul de energie de la sursa de polarizare și de la PC.

3 .3 Calculul final cascadă(OK) la punctul de telefon

Calculul modului punctului telefonic se efectuează conform metodelor prezentate în și.

Componentele curentului anodic

Tensiunea anodică și amplitudinea tensiunii de sarcină

Consumul de energie și ieșirea

3.4 Calcul final cascadă (OK) în modul de modulare

Calculul OC în modul de modulare se efectuează conform metodei descrise în și.

Puterea medie consumată de circuitul anodic

Putere furnizată de dispozitivul de modulare

Putere medie de ieșire de la lămpile OK

Puterea medie disipată la anod.

Putere medie disipată pe rețeaua de control

4 . Calculul cascadei pre-terminale

EP pentru cascada pre-finală este selectat conform următoarea regulă: conform tabelelor de referință date în factorul de câștig de putere N p = 30 .. 50 se găsește N p = 50. Atunci puterea etapei anterioare necesară pentru a excita OK este

Pentru această putere este potrivită o lampă GU-39 B, cu P nom = 13 kW. Caracteristicile GU 39 B sunt prezentate în Anexa 2.

Lanțul P poate fi folosit ca lanț de coordonare pentru QAP și OK.

5 . R Calcularea dispozitivului de modulație

MMU este implementat folosind un amplificator de clasa D Principiul de funcționare al acestui MMU este descris în detaliu în și. Un amplificator push-pull clasa D este proiectat pentru a amplifica semnalul de modulare. Pentru a furniza componenta constantă I a 0t la OK, se utilizează o sursă de alimentare separată cu tensiunea E at și inductor L d 4. Tensiunea de modulare U Ш este furnizată la modulatorul de lățime a impulsului și amplificatorul de impuls ulterior și apoi la lampa V 2. A doua lampă V1 este controlată de tensiunea care cade peste rezistenţa R1 de la curentul anodic al lămpii V2.

Schema schematică a acestui dispozitiv este prezentată în Figura 5.1.

Figura 5.1 Schema schematică a unui MMU cu un amplificator push-pull clasa D.

Avantajele acestei scheme includ:

· o creștere semnificativă a eficienței amplificatorului, datorită faptului că lămpile în cascadă funcționează în modul cheie, iar componenta de curent continuu I a 0 t OK trece prin inductor cu rezistență scăzută a înfășurării;

eficiență constantă a amplificatorului la diferite niveluri semnal amplificat (cu o alegere rațională a lămpilor, eficiența într-un astfel de amplificator poate ajunge la 95% - 97%);

· absența unui transformator de modulație greu, voluminos și scump.

Dezavantajele acestei scheme includ:

· nevoia de reglare atentă a controlului lămpii, eliminându-le deschidere simultană, ceea ce ar duce la scurtcircuitarea sursei de alimentare 2E a.

Diodele VD 1 și VD 2 sunt proiectate pentru a preveni întreruperea curentului în bobina L d 2 atunci când lămpile sunt comutate.

Deoarece calculul parametrilor modului OK a fost finalizat, acesta este determinat

Pe baza parametrilor calculați, este selectată lampa GU-66 B.

Diodele VD1 și VD2 sunt selectate în funcție de următorii parametri:

Tensiune inversă E rev E p,

Maxim curent de impuls I D max = 38 A

Rezistența directă a diodei deschise r D este de preferință cât mai mică posibil. Inductanța nominală a inductanței filtrului L d 1 este selectată în mai multe Henry. L d 1 = 5 Gn.

Condensatorul C1 este selectat din condiția atunci C1 = 253 pF

Filtrul Ld 2, Ld 3, C 2, C 3 este realizat sub forma unei semi-legături L d 2 C 2 conform lui Butterworth. Prin urmare

Condensatorul de cuplare C4 este selectat din condiție

Atunci C4 = 688 nF.

se alege din conditia Apoi putem pune

Rezistența R 1 este selectată astfel încât inegalitatea să fie satisfăcută

unde este tensiunea de tăiere a curentului anodic al lămpilor VL1 și VL2.

Astfel R 1 = 150 Ohm.

Frecvența de ceas f t este selectată din condiția f t = (5..8) F c. Alegeți f t = 70 kHz.

6 . Ra cont de sistem bucla de ieșire

Calculul sistemului oscilator de ieșire se realizează conform metodei prezentate în și.

Scopul sistemelor oscilatoare de ieșire din transmițătoarele radio este de a îndeplini următoarele funcții:

· aprobare rezistență activă R Un alimentator de antenă cu necesarul pt funcționare normală treapta de iesire cu rezistenta de sarcina echivalenta R e in circuitul anodic;

· compensare reactanţă X O antenă sau un alimentator, astfel încât sistemul de videoconferință să funcționeze sarcina activași l-a trimis la antenă cea mai mare putere;

· filtrarea armonicilor generate dispozitive electroniceîn etapele de ieșire.

Pentru a selecta un design de conferință video, să calculăm filtrarea necesară

Pe baza graficului dependenței s VKS (F necesar), se determină proiectarea sistemului oscilator de ieșire. Pentru z VKS =0,92 și Ф necesar =2,1 10 3 în proiectarea VKS va arăta ca (Figura 6.1):

Figura 6.1 Schema schematică a sistemului oscilator de ieșire.

Impedanța de intrare maximă și minimă a alimentatorului

Calculul elementelor VKS se efectuează conform metodologiei prezentate în.

Apoi, pentru primul lanț P pe care îl avem

Pentru al doilea lanț P

Apoi, evaluările elementelor VKS ar trebui să varieze în interior

7 . Concluzie

Ca urmare a muncii depuse, a fost proiectat un transmițător de transmisie radio cu modulație de amplitudine în conformitate cu specificațiile tehnice. S-au calculat OK, dispozitivul de modulație și sistemul de buclă de ieșire și au fost selectate elementele pentru construirea acestor dispozitive. MMU este realizat după un circuit cu un amplificator push-pull clasa D, care ajută la creșterea eficienței amplificatorului și la simplificarea circuitului acestuia. Pentru a potrivi rezistența activă a alimentatorului de antenă cu rezistența de sarcină echivalentă în circuitul anodic necesară pentru funcționarea normală a etajului de ieșire, precum și pentru a compensa reactanța alimentatorului și pentru a filtra armonicile generate de dispozitivele electronice în treptele de ieșire , se folosește un sistem de circuit de ieșire cu un circuit dublu în formă de U.

Anexa 1

Caracteristicile triodei generatorului GU 66 B

Trioda generatorului GU-66B este concepută pentru a amplifica puterea la frecvențe de până la 30 MHz în dispozitivele radio de transmisie staționară, atât în ​​circuite cu o rețea comună, cât și în circuite cu un catod comun.

Informații generale

Catodul este tungsten carburat toriat, încălzit direct. Design-ul este metal-ceramic, cu fire inelare ale catodului și grilei. Răcire - forțată: anod - apă; picioare - aer. Înălțimea nu mai mult de 420 mm. Diametrul nu mai mult de 211 mm. Greutate nu mai mult de 23 kg.

Parametrii electrici
Tensiunea filamentului, V
Curentul de filament, A
Pantă caracteristică, mA/V
Câștig (la tensiune anodică 4 kV, curent anod 8 A)
Capacitate interelectrod, pF, nu mai mult
zi liberă
punct de control,
Cea mai mare tensiune a filamentului
Cel mai mare curent de pornire filament, A
Putere maximă de disipare, kW
Temperatura cea mai ridicată a piciorului și a joncțiunilor ceramică-metal, °C

transmițător de difuzare transformator de modulație de amplitudine

Anexa 2

Caracteristicile GU - 39 B

Factori de influență admiși în timpul funcționării
Temperatura ambiantă, C 0
Umiditatea relativă a aerului la temperaturi de până la 25 °C, %
Parametrii electrici
Tensiunea filamentului, V
Curentul de filament, A
Pantă caracteristică, mA/V
Putere de ieșire kW, nu mai puțin
Date de operare maxime admise
Cea mai mare tensiune anodică (constantă), kV
Cea mai mare frecvență de operare, MHz

Documente similare

Schema bloc a emițătorului, calculul etapei finale. Circuit echivalent al rezistenței de intrare a unui tranzistor într-un circuit cu OE. Calculul unui dispozitiv de potrivire, filtru de ieșire. Calculul structural al inductorilor. Calculul elementelor de blocare.

lucrare curs, adăugată 05.09.2012


Dezvoltarea unui transmițător radio pentru difuzarea radio pe unde ultrascurte (VHF) cu modulație de frecvență (FM). Alegerea unui prototip de transmițător. Calculul diagramei structurale. Calculul electric al sistemului de sarcină al transmițătorului, modul etapei pre-terminale pe un computer.

lucrare curs, adaugat 10.12.2014


Proiectarea unui dispozitiv de transmisie radio de comunicații cu modulație de frecvență (FM). Scheme bloc ale unui transmițător cu FM direct și indirect. Calculul etapei finale, colectorului și circuitelor de intrare. Calculul circuitului de potrivire a etapei finale cu sarcina.

lucrare de curs, adăugată 21.07.2010


Justificarea schemei funcționale a emițătorului. Calculul și determinarea tranzistorului pentru treapta finală a emițătorului. Calculul etapei finale, impedanța de intrare a antenei, circuitul de potrivire. Determinarea circuitului colector al generatorului în regim critic.

lucrare curs, adaugat 14.04.2011


Caracteristicile și scopul unui receptor de emisie pentru semnale cu modulație în amplitudine, diagramă bloc. Caracteristici ale setărilor receptorului, utilizarea varicaps. Metode de calcul a tensiunii de zgomot la receptor. Analiza si calculul unui detector de semnal radio.

lucrare curs, adaugat 21.04.2012


Justificarea diagramei structurale. Calcul electric. Alegerea unui amplificator dispozitiv semiconductor. Calculul filtrului de ieșire. Selectarea denumirilor standard. Schema electrică a etapei finale puternice a unui transmițător de comunicație cu modulație de frecvență.

lucrare de curs, adăugată 14.11.2008


Canale de scurgere informații despre vorbire. Metode de generare și conversie a semnalelor. Caracteristicile unui microfon radio cu modulație de amplitudine. Semne și clasificare a dispozitivelor ipotecare. Esența și principiul funcționării modulării în amplitudine a unui purtător armonic.

rezumat, adăugat 21.01.2013


Elaborarea unei scheme bloc a unui transmițător cu modulație de bază, numărul de trepte de amplificare a puterii, treapta finală, circuit de intrare tranzistor, auto-oscilator cu cuarț, follower emițător. Rezistența de intrare echivalentă și capacitatea tranzistorului.

lucrare de curs, adăugată 17.07.2010


Selectarea metodei de modulare a frecvenței. Calculul unui oscilator tranzistor pe baza unui punct în trei puncte. Selectarea diagramei bloc excitatorului. Calculul electric al modurilor în cascadă a căii transmițătorului. Proiectarea unui circuit de comunicație de ieșire cu gamă largă.

lucrare curs, adaugat 29.03.2014


Calculul polarizării și circuitelor de alimentare ale tranzistorului. Selectarea componentelor radio pentru circuitele de comunicație, filtrare, alimentare pentru circuitul de etapă finală. Calculul schemei circuitului emițătorului. Calcul electric al unui generator controlat de tensiune cu modulație de frecvență.

Documente similare

Dezvoltarea unui transmițător radio pentru difuzarea radio pe unde ultrascurte (VHF) cu modulație de frecvență (FM). Alegerea unui prototip de transmițător. Calculul diagramei structurale. Calculul electric al sistemului de sarcină al transmițătorului, modul etapei pre-terminale pe un computer.

lucrare curs, adaugat 10.12.2014


Proiectarea unui dispozitiv de transmisie radio de comunicații cu modulație de frecvență (FM). Scheme bloc ale unui transmițător cu FM direct și indirect. Calculul etapei finale, colectorului și circuitelor de intrare. Calculul circuitului de potrivire a etapei finale cu sarcina.

lucrare de curs, adăugată 21.07.2010


Justificarea schemei funcționale a emițătorului. Calculul și determinarea tranzistorului pentru treapta finală a emițătorului. Calculul etapei finale, impedanța de intrare a antenei, circuitul de potrivire. Determinarea circuitului colector al generatorului în regim critic.

lucrare curs, adaugat 14.04.2011


Caracteristicile și scopul unui receptor de emisie pentru semnale cu modulație în amplitudine, diagramă bloc. Caracteristici ale setărilor receptorului, utilizarea varicaps. Metode de calcul a tensiunii de zgomot la receptor. Analiza si calculul unui detector de semnal radio.

lucrare curs, adaugat 21.04.2012


Justificarea diagramei structurale. Calcul electric. Selectarea unui dispozitiv semiconductor de amplificare. Calculul filtrului de ieșire. Selectarea denumirilor standard. Schema electrică a etapei finale puternice a unui transmițător de comunicație cu modulație de frecvență.

lucrare curs, adaugat 14.11.2008


Canalele de scurgere de informații despre vorbire. Metode de generare și conversie a semnalelor. Caracteristicile unui microfon radio cu modulație de amplitudine. Semne și clasificare a dispozitivelor ipotecare. Esența și principiul funcționării modulării în amplitudine a unui purtător armonic.

rezumat, adăugat 21.01.2013


Elaborarea unei scheme bloc a unui transmițător cu modulație de bază, numărul de trepte de amplificare a puterii, treapta finală, circuit de intrare tranzistor, auto-oscilator cu cuarț, follower emițător. Rezistența de intrare echivalentă și capacitatea tranzistorului.

lucrare de curs, adăugată 17.07.2010


Selectarea metodei de modulare a frecvenței. Calculul unui oscilator tranzistor pe baza unui punct în trei puncte. Selectarea diagramei bloc excitatorului. Calculul electric al modurilor în cascadă a căii transmițătorului. Proiectarea unui circuit de comunicație de ieșire cu gamă largă.

lucrare curs, adaugat 29.03.2014


Calculul polarizării și circuitelor de alimentare ale tranzistorului. Selectarea componentelor radio pentru circuitele de comunicație, filtrare, alimentare pentru circuitul de etapă finală. Calculul schemei circuitului emițătorului. Calcul electric al unui generator controlat de tensiune cu modulație de frecvență.

lucrare curs, adăugată 11.04.2014


Transmițător de comunicație cu modulație de frecvență. Schema bloc a emițătorului. Calculul colectorului și al circuitului de bază. Prima amplitudine armonică curent de colector. Coeficientul de atenuare a curentului de bază. Valoarea maximă tensiune la joncțiunea emițătorului.

Transmițător cu modulație de amplitudine

Cel mai simplu circuit transmițător cu modularea în amplitudine a undei purtătoare (Fig. 8.1) conține un excitator, multiplicarea frecvenței (MF), cascade de amplificare a puterii (PA), un amplificator de joasă frecvență (LF), căruia îi este furnizat semnalul transmis u in) și modulator de amplitudine (AM).

Orez. 8.1. Schema bloc a unui transmițător cu modulație de amplitudine

Patogen este un oscilator principal de putere redusă, stabilizat de un rezonator cu cuarț. Puterea scăzută a oscilatorului principal permite utilizarea în dezvoltarea sa a dispozitivelor semiconductoare de frecvență mai mare care au o inerție mai mică, oferă un regim termic mai ușor pentru funcționarea dispozitivului de amplificare și a rezonatorului de cuarț, ceea ce crește stabilitatea frecvenței. Auto-oscilatoarele de cuarț încă funcționează la frecvențe relativ joase (până la sute de MHz la armonici de cuarț). Prin urmare, după oscilatorul principal, cascadele sunt pornite multiplicatori de frecvență, care măresc frecvenţa de oscilaţie până la valoarea purtătorului. Multiplicatorii de frecvență cresc adesea și puterea de oscilație. Pentru a crea puterea necesară la ieșirea transmițătorului, circuitul folosește amplificatoare de putere. De regulă, amplificatoarele de putere a semnalului radio sunt conectate între etapele multiplicatoare de frecvență și se numește întreaga cale circuit de amplificare și multiplicare. Amplificatorul de putere de ieșire al transmițătorului este încărcat pe un alimentator (ghid de undă, cablu etc.) conectat la antenă.

Modulația de amplitudine este de obicei efectuată în amplificatorul de putere de ieșire. Adesea, un astfel de amplificator de putere este etapa finală a transmițătorului.

Literatură: V.I. Nefedov, „Fundamentals of radio electronics and communications”, Editura „Liceu”, Moscova, 2002.

TRANSMITĂTOARE DE MODULAȚIE DE AMPLITUDINE

6.1. INFORMAȚII GENERALE

După cum se știe, în conformitate cu GOST pentru termenii în comunicațiile radio modulare este procesul de modificare a unuia sau mai multor parametri ai undei de radiofrecvență purtătoare în conformitate cu modificările parametrilor semnalului transmis (modulator). Purtător sau undă purtătoare - o undă electrică sau electromagnetică concepută pentru a produce un semnal de radiofrecvență prin modulare. Semnalul modulator conține informațiile care trebuie transmise. În cazul modulației în amplitudine (AM), parametrul variabil (modulat) al purtătorului armonic este amplitudinea oscilațiilor. eu=eu(t), variind proporţional cu semnalul de transmis U Ω ( t); Ca rezultat al modulării, se obține o oscilație complexă nearmonică.

În prezent, principalele domenii de aplicare ale AM ​​sunt: ​​difuzarea audio pe unde „lungi”, „medii” și „scurte” (gamele de frecvență LF, MF și HF) și difuzarea de televiziune în intervalele de metri și decimetri (VHF și UHF) - transmițătoare de imagine (vezi tabelul 1.1). În scopuri de comunicații radio, AM este utilizat în aviație în intervalele 118... 136 MHz (comunicații radio cu rază scurtă). În practica casnică, AM este utilizat și în difuzarea prin cablu cu trei programe.

A existat o tendință către o tranziție treptată a transmisiilor radio de la AM la o singură bandă laterală (a se vedea capitolul 7). În primul rând, se plănuiește transferul transmisiei în gama HF către un sistem de modulație cu bandă laterală unică (SM). Se explorează utilizarea unei variante de OM care este compatibilă cu AM utilizată în prezent și păstrată pentru viitorul apropiat.

Pentru a crea programe de informare și artistice pentru radiodifuziunea sonoră, există întreprinderi speciale - studiouri de radiodifuziune, case de radio. Studiourile centrale de difuzare sunt situate în Moscova. Multe orașe mari au studiouri locale de radiodifuziune.

Mesajul care urmează să fie transmis sub formă de vorbire umană, muzică etc. este convertit cu ajutorul unui microfon într-un semnal electric cu un spectru complex în regiunea frecvențelor tonale (sunetelor). Acest semnal este transmis prin canale speciale de telecomunicații (cablu, releu radio etc.) către emițătoarele de transmisie radio, situate de obicei în afara orașului pe așa-numita centre de transmisie radio (stații).

Semnalul sonor se caracterizează prin lățimea benzii de frecvență ocupate (Ω min ... Ω max) și intensitate (tensiune UΩ). În conformitate cu vorbirea transmisă, muzica sau combinația lor, componentele spectrului și valorile acestora se schimbă; difuzarea audio este un proces aleatoriu. Pentru transmițător, acest semnal este modulant.

Distribuția puterii semnalului în banda de frecvență audio este caracterizată de densitatea spectrală S(Ω) [sau S(F)]. În fig. Figura 6.1 prezintă densitatea spectrală a vorbirii ruse, raportată la densitatea spectrală maximă observată la o frecvență apropiată de F= 300 Hz. După cum se poate observa, densitatea spectrală este foarte neuniformă. Întregul spectru de vibrații acustice percepute de urechea umană ocupă o bandă largă de frecvență - aproximativ 20...20.000 Hz; sensibilitatea maximă a urechii este de aproximativ 1000 Hz. Cele mai „puternice” componente spectrale ale vocii umane sunt concentrate într-o bandă îngustă de 200...600 Hz.

Pentru a asigura o percepție inteligibilă a vorbirii în timpul comunicațiilor radiotelefonice (așa-numitele radiotelefonie comercială) Este suficientă trecerea uniformă prin transmițător a unei benzi de frecvență în bandă de bază de 300...3400 Hz (în unele cazuri 300...3000 sau altele) cu denivelări admisibile în această bandă de aproximativ ±(2...3) dB. Pentru a asigura percepția estetică în radiodifuziunea, este necesar să se transmită o bandă de frecvență semnificativ mai largă cu o anumită denivelare admisă: pentru clasa cea mai înaltă (difuzare MB FM, vezi capitolul 8) 30... 15.000 Hz, pentru clasa întâi (televiziune). sunet) 50. ..10.000 Hz, pentru clasa a II-a (difuzare din AM pe unde lungi, medii si scurte) 100...6300 Hz cu denivelari admisibile de circa ±(0,7...1,5) dB. Cerințele pentru indicatorii de calitate ai unui emițător pentru un anumit scop sunt prezentate în GOST-urile relevante.

Orez. 6.1. Spectrul semnalului de vorbire

Majoritatea semnalelor urmează să fie transmise prin canale radio u(t) (vorbire, muzică etc.) au o valoare medie u 0 = 0. O excepție este semnalul imaginii de televiziune, care conține informații despre iluminarea medie a imaginii transmise (pentru mai multe detalii, vezi capitolul 9).

Standardele prevăd anumiți indicatori de energie și calitate (parametri de calitate) ai emițătorilor, măsurați la transmiterea semnalelor de testare sub formă de armonici. semnale sonore. Analiza modului de funcționare al cascadei transmițătorului în timpul modulării într-o primă aproximare este, de asemenea, mai bine (mai clar) efectuată în ipoteza unui semnal de modulare armonică. Prin urmare, în viitor vom determina principalele relații pentru AM cu un semnal modulator armonic (cosinus).

. (6.3)

În unele cazuri, vom lua în considerare și statisticile semnalului sonor real.

Cu modulația de amplitudine, adică cu influența unei tensiuni modulante (sunete) de forma (6.3) asupra curentului anodic al sursei de apă caldă, componentele spectrului de curent în apropierea primei armonice se modifică conform legii.

În fig. Figura 6.2 prezintă o oscilație modulată a formei (6.4). Anvelopa de oscilație modulată reproduce forma de undă a tensiunii de frecvență audio. Oscilația (6.4) poate fi reprezentată ca suma a trei oscilații sinusoidale:

. (6.5)

Figura 6.2. Diagrama de sincronizare a semnalului AM

Orez. 6.3. Spectrul de oscilații AM atunci când este modulat de unu (a) și

trei ( b) vibraţii armonice

Orez. 6.4. Diagrama vectorială a oscilațiilor AM la

modulare printr-o oscilatie armonica

Puterea medie a unei oscilații modulate în amplitudine este de obicei determinată pentru valorile statistice medii ale coeficienților de modulație:

Unde m av este valoarea medie a coeficientului de modulație pe o perioadă lungă de timp.

Pentru a obține o rază de comunicare mai mare și (sau) a îmbunătăți raportul semnal-zgomot la locația de recepție, este necesar să creștem puterea componentelor laterale ale oscilației AM. Prin urmare, trebuie să ne străduim pentru o mai mare adâncime a modulației t → m max → 1, adică curenții de antenă eu A și circuitul anodic eu a1 al lămpii (tranzistorului) ar trebui să varieze liniar de la un anumit maxim la zero. Având în vedere că
, avem
.

Transmițătoarele AM ​​sunt proiectate ca T tah = 1. Presupunând p = 3,5...4, obținem T mier = 0,35...0,4. Aceasta înseamnă că proporția benzilor laterale în timpul modulării este de 1,5...2,2% R 1 max iar puterea nominală a lămpilor (sau tranzistorilor) este folosită foarte puțin. Informațiile sunt conținute în benzile laterale. Prin urmare, o caracteristică energetică importantă a AM (indiferent de metoda de implementare) este următoarea: pentru a transmite o putere relativ scăzută în bandă laterală, este necesară puterea de vârf a transmițătorului R 1 max . Acest lucru se întâmplă în ciuda faptului că valorile de vârf ale semnalului de modulare apar relativ rar. Transferurile extrem de artistice au cerințe foarte stricte pentru distorsiunea neliniară și, prin urmare, trebuie să suporte utilizarea slabă a lămpilor.

La transmiterea semnalelor vocale, semnalele audio limitate în amplitudine sunt furnizate la intrarea dispozitivului de modulare transmițător; nivelul admisibil de distorsiune este atins folosind dispozitive de limitare sofisticate. Gradul de limitare nu depășește de obicei 12 dB: C căpcăun = 20 log( U m /U limită) ≤ 12 dB, unde U căpcăun - tensiunea corespunzatoare inceputului limitarii; U m - valoarea amplitudinii tensiunii furnizate limitatorului. Se realizează astfel o scădere a factorului de creastă (pe măsură ce valoarea medie a semnalului crește), o creștere a volumului și, în consecință, puterea benzilor laterale. Această modulație se numește trapezoidal, deoarece forma plicului este asemănătoare unui trapez (Fig. 6.5). Coeficientul mediu de modulație este egal cu 0,7...0,8. Cu toate acestea, creșterea nivelului de tăiere cu mai mult de 12 dB este nedorită din cauza distorsiunii crescute.

Orez. 6.5. Diagrama de timp în timpul modulării

semnal real ținând cont de limitare

Există multe metode diferite pentru obținerea AM. În marea majoritate a cazurilor, modularea se realizează prin modificarea (modularea) tensiunii pe un electrod al lămpii sau al tranzistorului; uneori două sau trei tensiuni se schimbă simultan – așa-numitele modulație combinată. Dependența modului de alimentare cu apă caldă de tensiunea de alimentare este stabilită în § 2.12.

Orez. 6.6. Graficul dependenței coeficientului de adâncime a amplitudinii

modulația și tensiunea THD

semnal modulator armonic

Adecvarea unui generator pentru AM poate fi judecată după așa-numitul său caracteristici de modulație statică(SMX), adică în funcție de dependență eu a1, eu a0, eu O, R 1 , R 0 , η de la orice tensiune de alimentare E O, E Cu, E c1, U c cu AM simplu sau dintr-o schimbare simultană comună a două sau trei tensiuni cu AM combinat. Aceste caracteristici sunt numite statice deoarece sunt eliminate prin schimbarea tensiunii constante (sau E a, sau Eс1 ,) sau prin modificarea amplitudinii tensiunii de excitare a alimentării cu apă caldă U Cu; Nu există tensiune de modulare a frecvenței audio: U Ω = 0.

Caracteristica de modulație statică a cascadei GWW cu AM nu ține cont de dependența indicatorilor săi de calitate și energie de neliniaritatea rezistenței de intrare a GWW modulat și de frecvența semnalului modulator Ω. Pentru a identifica aceste dependențe importante, examinăm răspuns de modulație dinamică GVW modulat, adică dependența coeficientului de adâncime a modulației de amplitudine și a altor indicatori de mod de amplitudinea tensiunii de modulare (sunet) UΩ. Măsurătorile sunt efectuate la frecvențele furnizate de GOST; în cele mai simple cazuri este fie 400, fie 1000 Hz. Folosind instrumente de măsurare speciale (sau aproximativ folosind un osciloscop), adâncimea de modulare este măsurată pentru semiciclurile pozitive și negative ale anvelopei de oscilație AM:

Şi
,

Unde ; (vezi Fig. 6.2 și 6.6). Coincidența acestor dependențe (
) și liniaritatea lor indică simetria modulației și mici distorsiuni neliniare, caracterizate prin distorsiuni armonice.

Pentru un emițător de difuzare cu AM conform GOST în domeniul de frecvență 100...4000 Hz și la adâncimea de modulație t ≈ 50% distorsiune armonică K G ≤ 1%, iar la T= 90 % K G ≤ 2 %.

Banda de frecvență modulantă Ω min … Ω max și neuniformitatea de modulație admisă T= f(Ω) la UΩ = 0,5· U O. max = const caracterize răspuns amplitudine-frecvență transmițător (răspuns în frecvență), cu alte cuvinte - distorsiune de frecvență (Fig. 6.7).

În conformitate cu „Regulamentele privind comunicațiile radio” internaționale (M.: Radio și comunicații, 1985) AM în scopuri de difuzare sonoră sau pentru comunicare radiotelefonică are simbolul AZE (desemnarea învechită și anulată A3).

Modulator(cascada modulată) a unui transmițător radio este dispozitivul (cascada) în care se realizează procesul de modulare (GOST 24375-80). Aceasta este o etapă de amplificare a frecvenței radio (vezi Fig. 1.2) între excitator și ieșirea transmițătorului (antenă), adică fie o etapă de ieșire (finală), fie un fel de treaptă intermediară.

Tensiunea (semnal) de modulare (sunet) este furnizată transmițătorului de la o sursă de informații, de exemplu de la un microfon dintr-un studio de difuzare. Pentru a asigura funcționarea modulatorului, de regulă, este necesară amplificarea prealabilă a semnalului modulator. În acest scop, emițătorul oferă o cale de amplificare a frecvenței audio (dispozitiv de modulare), a cărei etapă de ieșire va fi numită în mod convențional un amplificator puternic de frecvență audio (MUFA) - o etapă de modulare. Diagramele bloc ale transmițătoarelor AM sunt prezentate în Fig. 6.8.

Orez. 6.7. Răspuns amplitudine-frecvență

Orez. 6.8. Scheme bloc ale emițătorilor cu amplitudine

modulație în stadiul de ieșire ( O), cascadă intermediară ( b)

și atunci când utilizați putere suplimentară ( V)

După cum sa menționat deja în cap. 1, compatibilitatea electromagnetică (EMC) este cea mai importantă condiție pentru dispozitivele radio-electronice moderne, inclusiv transmițătoarele radio.

Alături de instabilitatea admisibilă a frecvenței de operare, nivelul emisiilor parasite și de zgomot, emițătorul este supus cerinței unui nivel acceptabil de radiație în afara benzii.

Spectrul de frecvență al radiației emițătorului la frecvența atribuită (de operare), format în timpul procesului de modulare (manipulare), constă din radiații fundamentale și în afara benzii.

Orez. 6.9. Șablon de cerințe pentru nivelul de suprimare

emisii în afara bandă a transmițătorului

Radiația de bază conține informații utile și preia așa-numitele lățimea de bandă necesară, adică o bandă de frecvență suficientă pentru o anumită clasă de radiații (tip de modulație, scop) pentru a asigura transmiterea mesajelor cu viteza și calitatea necesară în anumite condiții.

Din bandă este emisia unui transmițător la frecvențele imediat adiacente lățimii de bandă necesare și care rezultă din procesul de modulație. (Regulamentul radio, GOST „Compatibilitatea electromagnetică a echipamentelor radio-electronice. Termeni și definiții.”) Radiația în afara benzii nu este necesară pentru funcționarea acestui transmițător și creează interferențe pentru sistemele de comunicații care funcționează la frecvențe imediat adiacente frecvenței necesare banda acestui transmițător.

Emisiile în afara benzii apar atunci când emițătorul este modulat cu un spectru excesiv de larg, datorită armonicilor mai mari ale semnalului modulator, care apar atât în ​​timpul amplificării semnalului modulator, cât și în timpul procesului de modulare, remodulație etc.

Emisiile în afara benzii apar și atunci când semnalul transmis este cuantificat, de exemplu, în amplificatoare de clasă D (vezi § 6.8).

În emisiile radio AM cu o gamă nominală de frecvență de modulare de 50... 10.000 Hz, un grad suficient de suprimare a emisiilor în afara benzii este asigurat prin:

limitarea spectrului frecvențe audio la ieșirea dispozitivului de modulare (la ieșirea MUZCH) cu limitatoare speciale de trecere înaltă, cu alte cuvinte, filtre trece-jos;

nivel scăzut admis de distorsiune neliniară a transmițătorului, adică liniaritate ridicată a dispozitivului de modulare și modulare (a se vedea § 6.2 și 6.3).

În GOST, nivelul admisibil al emisiilor în afara benzii este stabilit prin indicarea suprimării minime necesare a nivelului de radiație la marginile unei anumite benzi de frecvență (Fig. 6.9):

suprimarea radiației în afara benzii cu 40 dB în comparație cu puterea purtătoarei la marginile benzii de 27 kHz, adică cu o abatere de la frecvența purtătoare de ±13,5 kHz;

Respingere 45 dB la marginile benzii de 28 kHz (±14 kHz);

Respingere 50 dB pentru banda de 38 kHz;

Respingere de 60 dB pentru banda de 66 kHz.

În HVV cu tuburi și tranzistori, sunt posibile următoarele metode de obținere a AM:

la electrodul de intrare (grilă, bază) prin modificarea tensiunilor de polarizare ( E c , E b) sau entuziasm ( U c , U b);

la electrodul de ieșire (anod, colector) prin schimbarea tensiunii de alimentare ( E O, E La);

metode combinate.

Literatură: V.V. Shakhgildyan, „Dispozitive de transmisie radio”, Editura „Radio și comunicații”, Moscova, 2003.