Передатчик самолетный

Определим постоянный ток коллектора по формуле [5]:Iк0=α0(θ)· Iк и,где α0(θ)=0,218 – коэффициент разложения остроконечного импульса для угла отсечки 60 градусов,Произведем расчет:Iк0=0,218· 10=2,18 мА,Определим амплитуду первой гармоники коллекторного тока по формуле:Iк1=α1(θ)· Iк и,где α1(θ)=0,391 – коэффициент разложения остроконечного импульса для угла отсечки 60 градусов,Произведем расчет:Iк1=0,391· 10=3,91 мА,Определим амплитуду напряжения на базе по формуле [5]:Uб=Iк и/(S1· γ1(θ)),Произведем расчет:Uб=10·10-3/(27,8·10-3· 0,196)=1,83 В,Определим амплитуду напряжения на коллекторе по формуле:Uкэ=2·Рн/(Iк1·cosφк),где φк=1/(1+( S1·Х2+ Ωs)2)0,5,Произведем расчет:φк=1/(1+(27,8·10-3·715,6+0,007)2)0,5=0,05;Uкэ=2·0,5·10-3/(3,91·10-3·cos(0,05))=0,25 В.Определим мощность, потребляемую коллекторной цепью от источника питания по формуле:Р0=Iк0·Екэ,Произведем расчет:Р0=2,18·8=17 мВт,Определим мощность, выделяемую на коллекторе транзистора по формуле:Рк=Р0-Рн,Произведем расчет:Рк=17-0,5=16,5 мВт,Определим постоянную составляющую тока базы по формуле [5]:Iб0=Iк0/β0,где β0=30 – среднее значение коэффициента передачи тока базы в коллектор [4],Произведем расчет:Iб0=2,18/30=72,667 мкА,Определим значение напряжения смещения на базе по формуле [5]:Еб0=Еотс+Uб·( γ0(θ)2·(1+ Ωs2)-0,5- γ0(π-θ)),Произведем расчет:Еб0=0,3+1,83·( 0,109·(1+ 0,072)-0,5- 0,015)=0,47 В.Произведем расчет цепей питания смещения автогенератора.Определим значение сопротивления резистора R3 из условия R3>>|X2|.Принимаем:R3=(10…20)X2,Возьмем стандартный номинал R3 = 10 кОм.Согласно рекомендациям [7], постоянная времени цепи эмиттерногоавтосмещения (постоянная времени выхода на режим) выбирается из условия :, а сопротивление Rэ – в пределах от 100 до 500 Ом.Примем: ; Rэ=300 Ом.Определим по общеизвестной формуле значение емкости Сэ:Сэ=/ Rэ,Произведем расчет:Сэ=5·10-3/300=0,16 мкФ,Примем стандартное значение емкости Сэ =0,16 мкФ.Определим значения сопротивлений базового делителя по формулам [5]:Напряжение в точке соединения R2, R3 и R4 обозначим Ед. Вычислим значение этого напряжения по формуле:Ед =Еб0+(Iк0+Iб0)·Rэ+Iб0·R4,Произведем расчет:Ед =0,47 +(2,18·10-3+72,67·10-6)·300+72,67·10-6·1000=1,23 В,Примем ток через делитель равным пяти токам базы Iд=5·Iб0=363,33·10-6 А и произведем расчет значений сопротивлений R2 и R3 по формулам:R2=(Ек-Ед)/Iд,R1=Ед/(Iд-Iб0),Произведем расчет:R2=(8-1,23)/ 363,33·10-6 =18633 Ом,R1=1,23/(363,33·10-6-72,667·10-6)=4232 Ом.Примем стандартные значения элементов R1=3,9 кОм, R2=18 кОм, резисторы выберем С2-23, мощностью 0,125 Вт.Величину блокировочной емкости выберем намного больше самого большого значения в данной емкостной трехточке и примем Сбл=25000пф.8 Расчет синтезатора частотыПрименим синтезатор частоты на микросхеме КФ1015ПЛ2. Структурная схема его представлена на рисунке 7. Рисунок 7 – структурная схема синтезатора с ФАПЧ (54)F0 – минимальный шаг частотной сетки ГУНN0 – коэффициент деления образцовой частоты, для КФ1015ПЛ2 может принимать значения: 10, 20, 40, 100, 200, 400, 800, 1000.N – коэффициент деления программируемого делителя, для КФ1015ПЛ2 может принимать значения от 992 до 131071 с шагом 1. fгун – частота с выхода генератора, управляемого напряжением, выходная частота.fобр – образцовая частота, для КФ1015ПЛ2 может принимать значения от 1 МГц до 131071 МГц, в зависимости от кварцевого резонатора.Примем: fобр = 1000000 Гц = 1 МГц, N0 = 1000, тогда F0 = 1000 Гц = = 1 кГц. По ТЗ fгун = (6,525 – 6,595) МГц, из (54) рассчитаем N.N = 6525 – 6595, что удовлетворяет требованию для коэффициента деления программируемого делителя микросхемы КФ1015ПЛ2. Рисунок 8 – электрическая принципиальная синтезатора с ФАПЧ9 Расчет цепи питания высокочастотных каскадов передатчика9.1 Расчет элементов цепей питания каскадов усилителя мощностиРисунок 12 – Общий вид цепи питания каскада усилителя мощности.1/(2··f·Ср)<>(10…20)/(2··f· Rэк ном),Расчет величины блокировочной индуктивности Lбл будем производить исходя из соотношения:(2··f· Lбл)>> Rэк ном в 50…100 раз,Таким образом, величина блокировочной индуктивности Lбл будет определяться по следующей формуле:Lбл >>(50…100)·Rэк ном /(2··f),Расчет величины блокировочной емкости Сбл будем производить исходя из соотношения:1/(2··f· Сбл)<< (2··f· Lбл) в 50…100 раз,(134)Таким образом, величина блокировочной емкости Сбл будет определяться по следующей формуле:Сбл >>(50...100)/(2··f)2·LблРезультаты расчета разделительных и блокировочных элементов для выходного усилителяСр =15/(2·3,14·5,56·106·0,92)=415 нФ,Lбл =70·0,92/(2·3,14·5,58·106)=1,83 мкГн,Сбл =70/(2·3,14·5,58·106)2·1,83·10-6=0,031 нФ.С учетом запаса, примем стандартные значения емкостей Ср =510 нФ, Сбл = 0,031 нФ и значение блокировочной индуктивности Lбл =2,2 мкГн.Конденсаторы выберем типа К10-23.9.2 Расчет цепи питания кварцевого автогенератораЦепь питания автогенератора примет вид, представленный на рисунке 13.Рисунок 13 – Цепь питания автогенератора.Выберем по справочнику [3] стабилитрон 2С180А с номинальным напряжением стабилизации Uст=8 В и током стабилизации Iст=5 мА.Расчетное напряжение питания автогенератора составляет 8 В. Таким образом можно найти значение гасящего сопротивления Rг.Определим ток, протекающий через гасящий резистор по формуле:Iгасобщ=Iст + Iн,где Iн = Iк0 + Iд =2,18+0,363=2,543 мА – постоянный ток, протекающий по цепи делителя и коллектора транзистора автогенератора. Сопротивление гасящего резистора определим по формуле:Rг=(Еп-Uст)/Iгас общ,Произведем вычисления:Iгас общ = 5 +2,543=7,543 мА,Rг=(12-8)/7,543·10-3=530,3 Ом.Примем стандартное значение сопротивления Rг=510 Ом.Определим рассеиваемую мощность на резисторе по формуле:PR=(Iобщ)2·R,Произведем вычисления:PR=(7,543·10-3)2·510=0,029 Вт,Выберем резистор С2-23, сопротивлением 510 Ом, мощностью 0,125 Вт.10 Конструктивный расчет катушки индуктивности ВСРисунок 14 – Общий вид катушки индуктивности.g=(1,3…1,5)·d,Произведем расчет:g=1,3·0,8=1,04 мм,Определим число витков спирали катушки с помощью графика, представленного на рисунке 15:Рисунок 15 – Зависимость коэффициента формы от отношения длины намотки к среднему диаметру намотки.N=(Lрассч/F·D)0,5,где Lрассч =14,5 мкГн – расчетное значение индуктивности катушки,D =2 см – принятый средний диаметр намотки провода с учетом малой индуктивности,F=2·10-3 – коэффициент формы,Произведем расчет:N=(14,5/4·10-3·2)0,5=42Теперь можно найти ВЧ напряжение, приложенное к выходнойкатушке LU1=I1XL1,Где XL1=508 Ом (значение, полученное в разделе 6);U1=2,1·508=1066 В.Напряженность электрического поля между соседними витками катушкиКак следует из расчета, напряженность электрического поля между витками катушки значительно меньше допустимой.Рассчитаем собственную емкость катушки индуктивности по эмпирической формулеС0=0,1·kg·ki·D,Где kg и ki – вспомогательные коэффициенты, зависящие от относительных размеров катушки; D – диаметр катушки, мм.Графики для определения величин kg и ki приведены на рис. 17.Рисунок 17 – Графики для расчета вспомогательных коэффициентовИз рис. 17 видно kg =0,7 и ki =1,1 для g/d=1,88 и L/D=0,7 соответственно.Произведем расчет:С0=0,1·0,7·1,1·8=0,61 пФ,,Вид системы блокировки и сигнализации представлен на рисунке 18.