Содержание
Реферат
1.  Разработка структурной схемы передатчика
2.  Общие сведения об автогенераторах
2.1. Расчет задающего автогенератора
3.  Расчет умножителя частоты
4. Расчет усилителя мощности
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Заключение
Список литературы

Реферат
Целью данной работы является ознакомление со схемотехникой основных блоков радиопередающего устройства, с принципами их работы и методиками их расчета. В качестве изучаемого устройства взят передатчик радиолокационного маяка. Хотя схемы радиолокационных маяков постоянно совершенствуются, состав и расчёты основных блоков в них практически не изменился, изменилась только элементная база и новые схемотехнические решения построения этих блоков. Диапазон частот радиомаяков различен, существуют системы, использующие частоты, на которых работают штатные радиолокационные станции слежения и сопровождения. В данной работе мы рассмотрим структуру спасательного радиомаяка.

1. Разработка структурной схемы радиомаяка.
Передатчик радиомаяка излучает в пространство модулированные колебания с частотой 210МГц и мощностью28Вт. В передатчике осуществляется генерация заданной частоты и усиление.
Передатчик содержит следующие крупные  узлы:
 - кварцевый автогенератор с частотой кварца f_кв
 - умножитель частоты с коэффициентом умножения равным 3
 - тракт усиления мощности рабочей частоты, осуществляющей  
    получение заданной мощности передатчика.
Задающий кварцевый генератор построен по схеме емкостной трехточки. Кварцевый резонатор включен между коллектором и базой коллектора.
Такая схема имеет ряд преимуществ:
1. обеспечивается высокая стабильность частоты
2. генератор имеет меньшую склонность к паразитной генерации на
                 частоте выше рабочей
3. схема построена без катушек индуктивности
4. частоту генератора можно менять в широком диапазоне путем смены
                только кварцевого резонатора
Умножители частоты применяются в радиопередатчиках главным образом для переноса спектра стабилизированных кварцем низкочастотных колебаний в более высокий частотный диапазон. Кроме того, умножители частоты используются для углубления частотной и фазовой модуляции. Как правило, частота умножается в целое число раз (n), называемое кратностью умножения. В качестве нелинейного элемента используется варактор.
В передатчике использован импульсный модулятор.
Назначение тракта усиления состоит в повышении мощности колебания полученного от задающего генератора.
 SHAPE  \* MERGEFORMAT

G

f     nf

Импульсный модулятор

Тракт усиления мощности

Рис.1.1 Структурная схема радиомаяка

2. Общие сведения об автогенераторах
Автогенератор- это источник электромагнитных колебаний, колебания в котором
возбуждаются самопроизвольно без внешнего воздействия. Поэтому автогенераторы, в отличие от генераторов с внешним возбуждением (усилители мощности), часто называют генераторами с самовозбуждением.
В радиопередатчиках автогенераторы применяются в основном в качестве каскадов, задающих несущую частоту колебаний. Такие генераторы входят в состав возбудителя передатчика и называются задающими. Главное требование, предъявляемое к ним, - высокая стабильность частоты
Автогенератор.
Схема структурная.

Рис.2.1
 SHAPE  \* MERGEFORMAT

Сбл1

R1

R2

Rбл

ZQ1

Сбл2

Rсм

С1

Скор

Rкор

С2

Ссв

Rн

VT

Рис.2.2 Принципиальная схема задающего генератора
       
2.1 Расчет задающего генератора
В качестве задающего генератора используем транзисторный АГ с кварцевой стабилизацией частоты (рис.1.2), работающий на частоте  МГц.
2.2 Выбираем транзистор малой мощности КТ324А с граничной частотой =800 МГц.
 Его паспортные данные сведены в Табл.1.1
Табл.1.1

,МГц		,пФ		,пФ		,В		В		,А		,пс		А/В				Вт
800	2.5		2.5		0.7		10		0.02		180		0.01		20		0.015

2.3            Вычисляем граничные частоты, используя формулы:
                                   = 40 МГц
                                  = 840 МГц
2.4  Расчет цепей коррекции.  
            Вычисляем граничную частоту:
                                   = 40 МГц
            Находим время жизни неосновных носителей в эмиттере:
                                   = 2.16* с
            Определяем активную часть коллекторной емкости  
                                  = 1.25 пФ                                                                 
            Определяем  пользуясь формулой:
                                = 39 Ом
где                               Ом
Сопротивление, учитывающее сопротивление закрытого перехода:
                               = 80 Ом
            Находим емкость коррекции:
                              = 4.9 пФ
            согласно ряду выбираем пФ
           Определяем общее сопротивление коррекции:
                                = 26 Ом
        согласно ряду выбираем  = 25 Ом
Так как выполняется условие R_кор  < R_з , то корректирующая цепь
 эффективна.
             Крутизна с учетом коррекции равна:
                                 = 0.038 А/В
        2.5 Расчет электрического режима
      
            Находим максимальное значение импульса тока коллектора:
                                = 0.016 А
             Постоянное напряжение на коллекторе определяем по формуле:
                               = 3 В
             Выбираем угол отсечки равным =60, находим значения
             коэффициентов   Берга
                                   , ,
 определяем
                                 .
   Значение коэффициента обратной связи выбираем
                                  .
             Расчет основных параметров генератора
             Амплитуда первой гармоники тока коллектора:
                           = 0.0063 А
            Амплитуда постоянной составляющей тока коллектора:
                          = 0.0035 А
            Амплитуда первой гармоники напряжения базы:
                          = 0,8 В
            Амплитуда первой гармоники напряжение коллектора:
                         = 0,8 В
   Эквивалентное сопротивление контура:
                         127 Ом
   Мощность первой гармоники:
                         = 0,0025 Вт
             Потребляемая мощность:
                         = 0.01 Вт
             Мощность рассеяния:
                        0.008 Вт
             Проверяем условие
 видно, что условие выполняется (0.008<0.015).
    Вычисляем коэффициент полезного действия (КПД):
                         = 0.24 %
    Напряжение смещения:
                        0.2 В
    Проверяем условие:
                                  
                               0.2-0,8 < 4В
      Находим напряженность режима по формуле:
                            = 0.27 
                            = 0.57
2.6 Расчет резонатора
 Выбираем индуктивность с = 0,125 мкГн и с = 125
 Находим характеристическое сопротивление контура
            55 Ом 
 Суммарная емкость контура  равна:
                                 = 41 пФ
      Резонансное сопротивление контура определяем по формуле:
                                  = 6,9 кОм
               Находим коэффициент включения контура
                                  = 0.136
      Определяем эквивалентную емкость контура
                                    = 300 пФ
      Емкость   определяется из формулы:
                                   = 300 пФ
 принимаем =300пФ в соответствии со стандартным рядом емкостей и
           в дальнейших расчетах используем именно это значение.
2.7 Расчет емкостей  и .
      Принимаем
                                    = 380 Ом
      Добротность последовательной цепочки
                                    = 2.31
      Определяем емкость связи:
                                    = 16 пФ
 принимаем =16 пФ в соответствии со стандартным рядом емкостей
Емкость, пересчитанную параллельно емкости  определяем по
            формуле:
                                     = 13 пФ
     Определяем емкость
                                    =  290 пФ
 принимаем =290 пФ в соответствии со стандартным рядом емкостей
 
2.8 Расчет  цепи смещения
  Напряжение на базе
                                  = 2.66 В
 Внутреннее сопротивление источника:
                                  = 2.2 кОм
      Находим сопротивления
                                = 330 Ом
  принимаем =185 Ом в соответствии со стандартным рядом
  сопротивлений
                                 = 4.3 кОм 
 в соответствии с рядом выбираем =4.3 кОм
=4.4 кОм
 в соответствии с рядом выбираем =4.4 кОм
 Определяем номиналы блокировочных конденсаторов:
                                = 68.9пФ
 в соответствии со стандартным рядом емкостей принимаем =70 пФ
                                = 0.022 мкФ
       в соответствии со стандартным рядом емкостей принимаем =0.022 мкФ

2.9  Расчет цепи питания.
 Находим значение сопротивления :
                                 = 640 Ом
 в соответствии со стандартным рядом  выбираем =640Ом
      Напряжение питания:
                                = 5,24 В

3.Умножители частоты
Умножители частоты применяются в радиопередатчиках главным образом для переноса спектра стабилизированных кварцем низкочастотных колебаний в более высокий частотный диапазон. Кроме того, умножители частоты используются для углубления частотной и фазовой модуляции. Как правило, частота умножается в целое число раз (n), называемое кратностью умножения.
Поскольку умножение частоты - существенно нелинейный процесс, в состав умножителя включают нелинейный элемент (НЭ). Структурная схема умножителя частоты представлена на рис.2.1
Умножитель частоты.

Схема структурная.
Рис.3.1
                          

Lбл          Rcм                       Сбл

L1         С1                       VD     L2                   C2

+Eп

 SHAPE  \* MERGEFORMAT
Рис.3.2 Принципиальная электрическая схема рассчитываемого
умножителя частоты.

3.1 Расчёт некоторых параметров варактора:
Электронный КПД умножителя с кратностью 3: =0.8
Мощность рассеяния Вт
3.2 Расчёт режима работы варактора
 Находим барьерную емкость варактора по формуле:
                                   = 0.768 пФ
где - напряжение, при котором измерена и указана справочнике
              барьерная  емкость .
Для варактора 2А602А она составляет =6.7 пФ при = 6 В.
    Допустимое напряжение
                                    =60 В.
-контактная разность потенциалов ( =0.5..0.7 В).

Угол отсечки выбирают исходя из соотношения:
                                  =60
Определяем нормированный коэффициент ряда Фурье:
                                  = 0.01
 Находим сопротивление варактора третьей гармонике:
                                 = 112 Ом
 значение М выбираем равным     М=1.
 Находим эквивалентное сопротивление потерь варактора, усредненное
  по 3-ей гармонике:
                                    = 3,2 Ом
 где выбираем равным =0.5;
  =1.6 Ом – сопротивление потерь внутри кристалла
     Реальная часть полного сопротивления варактора на третьей гармонике
     равна:
                                   = 109 Ом
     Амплитуду 3-ей гармоники тока определяем по формуле:
                                   = 0.006 А
Находим произведение на амплитуду n-ой гармоники заряда:
                                  = 1.36*  Кл
Определяем амплитуду 1-ой гармоники заряда:
                                   7.76*  Кл
Определяем максимальное напряжение на варикапе:
                                   = 3.88 В
Находим амплитуду 1-ой гармоники тока:
                                    = 0.003 А
     Сопротивление варактора первой гармонике тока:
                                   = 196 Ом
 Определяем эквивалентное сопротивление потерь по 1-ой гармонике:
                                   = 2.0336 Ом
  где:
 
 Реальная часть полного сопротивления по первой гармонике равна:
                                   = 198,0336 Ом
Мощность на первой гармонике:
0.0089 Вт
= 0.00097 Вт

где =100нс–среднее время жизни носителей заряда в базе диода
(справочные данные).
     Определяем коэффициент полезного действия:
=0.769 77 %
   
3.3 Расчет элементов схемы, задающих режим работы варактора
       = 30,5 кОм
  согласно ряду  =31 кОм
  где

 Рассчитаем емкость блокировочного конденсатора:
Пусть  = 0,1Ом, тогда пФ
Для расчета дросселя выбираем   = 10кОм, тогда
3.4 Входной контур для частоты f = 70МГц
Выбираем индуктивность =0,125мкГн, тогда =41пФ

 3.5 Выходной контур для частоты f = 210Мгц  = 0,05мкГн

                                            =12пФ

4. Расчёт усилителя мощности на биполярном транзисторе
Требуется рассчитать режим работы транзистора в схеме с ОЭ с мощностью первой гармоники 25 Вт на частоте  210 МГц
4.1 Выберем транзистор КТ930А. Его параметры:
900Мгц, 75Вт, 1А/В, 8пс, 60пФ, 800пФ,
6А, 50В, 4В, В=20, 0.24нГн, 1.42нГн,
1.6нГн 90є, 0.5,  0.318
            1.5В, 25В.
4.2 Расчет режима работы транзистора:
Находим напряженность режима:
0.76
           Находим амплитуду первой гармоники напряжения коллектора:
19В
           Находим амплитуду первой гармоники коллекторного тока:
3А
           Находим постоянную составляющую коллекторного тока:
1.9А
           Определим полезную мощность:
 28.5Вт
           Определим потребляемую мощность:
47.5 Вт
           Определим мощность рассеивания:
19Вт
            Выполним проверку условия :
           19Вт < 75Вт, следовательно транзистор работает нормально
            Вычислим КПД:
                                                    60%
           Определим амплитуду гармонического управляющего заряда:
2.857·10^-9Кл
     Рассчитаем минимальное мгновенное значение напряжения на эмиттерном переходе:
 -2.1В
            Выполним проверку условия :
|-2.1В |< 4В
           Вычислим амплитуду постоянной составляющей напряжения на
           эмиттерном переходе:
                             0.355В
           Рассчитаем  коллекторное сопротивление:
6.3Ом

Рассчитаем амплитуду первой гармоники суммарного тока базы:
0.4А
            Рассчитаем корректирующий резистор:
                                                       2.21Ом
           Рассчитаем часть входной мощности потребляемой в :
1.18Вт
           Рассчитаем входное сопротивление:
0,635Ом
           Рассчитаем часть мощности обусловленной прохождением мощности
            в нагрузку через :
0.051Вт
           Определим полную входную мощность:
1.231Вт
           Определим коэффициент усиления:
23.19
            Определим входную индуктивность:
1,64нГн
            Рассчитаем входную ёмкость:
1709пФ
1.105Ом
4.3 Расчет элементов принципиальной схемы усилителя мощности
 SHAPE  \* MERGEFORMAT

С3

VT

R1

R2

С1

С2

L2

С4

С6

С5

L3

Eп

Вход

Выход

L1

Рис.4.1 Принципиальная схема усилителя мощности

, ; 0.05мкФ
0,08мкГн; где 0,63
0,2В, где  2,21Ом; 0,0095А
24,8В
37Ом
40Ом
Рассчитаем выходную согласующую цепь:
18Ом, где 50Ом
С4=С6= =4,2пФ
L3= 0.14мкГн
Входная согласующая цепь:
35пФ, где , Q = 3; 65Ом
; , где 6,5Ом, отсюда
L1 = 2мкГн

Приложение 1.Спецификация к принципиальной схеме задающего генератора

Поз. обозначение	Наименование	Кол – во	Примечание
С1 С2 Сбл1 Сбл2 Скор Ссв R1 R2 Rбл Rкор Rcм ZQ1 VT	Конденсаторы ГОСТ 17597 КТ – Н70 – 300пФ±10% КТ – Н70 – 290пФ±10% КТ – Н70 – 70пФ±10% КТ – Н70 – 0,022мкФ±10% КТ – Н70 – 5пФ±10% КТ – Н70 – 15пФ±10% Резисторы ГОСТ 9664 – 74 МЛТ – 0,5 – 4,3кОм±10% МЛТ – 0,5 – 4,4кОм±10% МЛТ – 0,5 –640Ом±10% МЛТ – 0,5 – 40Ом±10% МЛТ – 0,5 – 330Ом±10% Кварцевый резонатор 70МГц Транзистор КТ324	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Приложение 2 Спецификация к принципиальной схеме умножителя частоты.

Поз. обозначение	Наименование	Кол – во	Примечание
С1 С2 Cбл Rсм L1 L2 Lбл VD	Конденсаторы ГОСТ 17597 КТ – Н70 – 2пФ±10% КТ – Н70 – 12пФ±10% КТ – Н70 –230пФ±10% Резисторы ГОСТ 9664 – 74 МЛТ – 0,5 – 31кОм±10% Катушки индуктивности 0,125мкГн 0,05мкГн 22мкГн Варактор 2А602А	1 1 1 1 1 1 1 1

Приложение 3. Спецификация к принципиальной схеме усилителя мощности.

Поз. обозначение	Наименование	Кол – во	Примечание
С1 С3 С5 С4 С6 С2 R1 R2 L1 L2 L3 VT	Конденсаторы ГОСТ 17597 КТ – Н70 – 0,05мкФ±10% КТ – Н70 – 0,05мкФ±10% КТ – Н70 – 0,05мкФ±10% КТ – Н70 – 5пФ±10% КТ – Н70 – 5пФ±10% КТ – Н70 – 35пФ±10% Резисторы ГОСТ 9664 – 74 МЛТ – 0,5 – 40Ом±10% МЛТ – 0,5 – 40Ом±10% Катушки индуктивности 2мкГн 0,08мкГн 0.15мкГн Транзистор КТ930А	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Заключение
В данной работе разработана структурная схема радиомаяка, работающего на частоте 210МГц и выходной мощностью 28Вт. Рассчитаны задающий автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты на биполярном транзисторе КТ324, рассчитан умножитель частоты с коэффициентом умножения 3 на варакторе 2А602А, также рассчитан усилитель мощности на биполярном транзисторе КТ930А.

Список литературы
1. Б.Е. Петров, В.А. Романюк Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. -М.: Высшая школа,1989.
2. В.В. Шахгильдян, В.А. Власов, Козырев В.Б. Проектирование радиопередающих устройств. -  М.: Радио и связь,1993.
3. Курс лекций по предмету «Устройства формирования сигналов» Преподаватель Тертышник В.В.    Саратов:СГТУ