Транзисторный передатчик с цифровой модуляцией FSK (ЧМ)

││X3│,Ом      15.03     ERROR     17.02    15.03    ERROR    17.02│

│C1,пФ        22.18               24.32             ERROR    24.32│

│C2,пФ                            21.05                      21.05│

│C3,пФ                  ERROR              28.61    ERROR    12.63│

│L1,нГн                 ERROR               8.34                  │

│L2,нГн                 ERROR                       ERROR         │

│L3,нГн        6.47                7.32                      14.64│

│КПД            .97     ERROR       .96      .97    ERROR      .93│

│F n         .04405     ERROR    .02267   .32438    ERROR   .00488│

 

8.4. Расчет ЦС3.

ЦС4 согласовывает  ТУК1 и УЧх3(2).

УЧх3(2) Rнаг = 627 Ом

ТУК1 Zw1 (Ом)   =  9,4

Rп и Rн  отличаются друг от друга менее чем на два порядка, следовательно достаточно одной ЦС.

           Расчет колебательных систем узкодиапазонных передатчиков

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────

│Исходные     R1,Ом     R2,Ом     R0,Ом QL (QL1)      QL2    F,мГц        n

│          ────────────────────────────────────────────────────────────────

│ данные     627.00      9.40      7.00    60.00    60.00   370.00     2.00

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Результаты Схема 1   Схема 2   Схема 3  Схема 4  Схема 5  Схема 6│

│  расчета   R1>R2  R1<R0>R2  R1>R0<R2    R1>R2 R0>R1>R2 R1>R0<R2│

│─────────────────────────────────────────────────────────────────│

││X1│,Ом      77.35     ERROR     66.62    77.35    ERROR    66.62│

││X2│,Ом                ERROR     16.05             ERROR    16.05│

││X3│,Ом      76.19     ERROR     69.98    76.19    ERROR    69.98│

│C1,пФ         5.56                6.46             ERROR     6.46│

│C2,пФ                            26.79                      26.79│

│C3,пФ                  ERROR               5.65    ERROR     3.07│

│L1,нГн                 ERROR              33.27                  │

│L2,нГн                 ERROR                       ERROR         │

│L3,нГн       32.77               30.10                      60.20│

│КПД            .88     ERROR       .86      .88    ERROR      .75│

│F n         .00172     ERROR    .00067   .02622    ERROR   .00016│

 

8.5. Расчет ЦС2.

 

ЦС3 согласовывает УЧх3(2) и УЧх3(1).

УЧх3(1) Rн = 3829 Ом

УЧх3(2) Zw1 (Ом) = 9,4

Rп и Rн  отличаются друг от друга более чем на два порядка, следовательно необходимо последовательно включить две ЦС. Промежуточное сопротивление выбирается, как среднее геометрическое.

Rпр = 189 Ом

           Расчет колебательных систем  узкодиапазонных передатчиков

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────

│Исходные     R1,Ом     R2,Ом     R0,Ом QL (QL1)      QL2    F,мГц        n

│          ────────────────────────────────────────────────────────────────

│ данные    3829.00    189.00      7.00    60.00    60.00   370.00    2.00

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Результаты Схема 1   Схема 2   Схема 3  Схема 4  Схема 5  Схема 6│

│  расчета    R1>R2  R1<R0>R2  R1>R0<R2    R1>R2 R0>R1>R2 R1>R0<R2│

│─────────────────────────────────────────────────────────────────│

││X1│,Ом     872.50     ERROR    163.87   872.50    ERROR   163.87│

││X2│,Ом                ERROR     37.07             ERROR    37.07│

││X3│,Ом     829.43     ERROR    199.26   829.43    ERROR   199.26│

│C1,пФ          .49                2.63             ERROR     2.63│

│C2,пФ                            11.60                      11.60│

│C3,пФ                  ERROR                .52    ERROR     1.08│

│L1,нГн                 ERROR             375.30                  │

│L2,нГн                 ERROR                       ERROR         │

│L3,нГн      356.78               85.71                     171.42│

│КПД            .93     ERROR       .68      .93    ERROR      .51│

│F n         .00614     ERROR    .00004   .08325    ERROR   .00001│

 

           Расчет колебательных систем  узкодиапазонных передатчиков

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────

│Исходные     R1,Ом     R2,Ом     R0,Ом QL (QL1)      QL2    F,мГц        n

│          ────────────────────────────────────────────────────────────────

│ данные     189.00      9.40      7.00    60.00    60.00   370.00     2.00

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Результаты Схема 1   Схема 2   Схема 3  Схема 4  Схема 5  Схема 6│

│  расчета    R1>R2  R1<R0>R2  R1>R0<R2    R1>R2 R0>R1>R2 R1>R0<R2│

│─────────────────────────────────────────────────────────────────│

││X1│,Ом      43.24     ERROR     37.07    43.24    ERROR    37.07│

││X2│,Ом                ERROR     16.05             ERROR    16.05│

││X3│,Ом      41.09     ERROR     39.79    41.09    ERROR    39.79│

│C1,пФ         9.95               11.60             ERROR    11.60│

│C2,пФ                            26.79                      26.79│

│C3,пФ                  ERROR              10.47    ERROR     5.40│

│L1,нГн                 ERROR              18.60                  │

│L2,нГн                 ERROR                       ERROR         │

│L3,нГн       17.67               17.12                      34.23│

│КПД            .93     ERROR       .91      .93    ERROR      .84│

│F n         .00619     ERROR    .00225   .08385    ERROR   .00053│

 

8.6. Расчет ЦС1.

 

ЦС2 согласовывает  УЧх2 и УЧх3(1).

УЧх2 Rн = 940 Ом

УЧх3(1) Rвх = 23 Ом

Rп и Rн  отличаются друг от друга менее чем на два порядка, следовательно достаточно одной ЦС.

           Расчет колебательных систем  узкодиапазонных передатчиков

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────

│Исходные     R1,Ом     R2,Ом     R0,Ом QL (QL1)      QL2    F,мГц        n

│          ────────────────────────────────────────────────────────────────

│ данные     940.00     23.00      7.00    60.00    60.00   370.00     2.00

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Результаты Схема 1   Схема 2   Схема 3  Схема 4  Схема 5  Схема 6│

│  расчета    R1>R2  R1<R0>R2  R1>R0<R2    R1>R2 R0>R1>R2 R1>R0<R2│

│─────────────────────────────────────────────────────────────────│

││X1│,Ом     148.87     ERROR     81.42   148.87    ERROR    81.42│

││X2│,Ом                ERROR     15.21             ERROR    15.21│

││X3│,Ом     145.23     ERROR     91.40   145.23    ERROR    91.40│

│C1,пФ         2.89                5.28             ERROR     5.28│

│C2,пФ                            28.27                      28.27│

│C3,пФ                  ERROR               2.96    ERROR     2.35│

│L1,нГн                 ERROR              64.04                  │

│L2,нГн                 ERROR                       ERROR         │

│L3,нГн       62.47               39.31                      78.63│

│КПД            .90     ERROR       .82      .90    ERROR      .70│

│F n         .00287     ERROR    .00022   .04236    ERROR   .00005│

 

 

 

 

 

9. Расчет кварцего генератора.

 

Исходными данными  являются частота колебаний f_кв, номер гармоники кварца n, сопротивление потерь r_кв = 50 Ом, емкость кварцедержателя C₀ = 5 пФ, добротность резонатора Q_кв = 10⁵, сопротивление потребителя R_п = 400 Ом, угол отсечки коллекторного тока θ = 60^о.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРА

1. Крутизна по переходу:
2. Нормированная частота: , где f_кв – частота последовательного резонанса для n-ой гармоники.
3. Модуль крутизны транзистора на уровне 0,707 от S:

4. Комплексная крутизна транзистора по току первой гармоники:

5. Модуль комплексной крутизны S_1f:

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВОГО РЕЗОНАТОРА

1. Емкость кварца:
2. Разнос частот параллельного и последовательного резонанса:
3. Постоянная времени кварцевого резонатора:

РАСЧЕТ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА  АВТОГЕНЕРАТОРА

1. Коэффициент связи с потребителем

где Р_п–мощность на входе следущего каскада(потребителе); Р_кв–мощность рассеиваемая в кварцевом резонаторе; Р_к–мощность потерь в элементах контура автогенератора (Р_к<<Р_кв)

2. Параметр емкостной трехточки автогенератора принимаем k = C₁/C₂ = 0,3

где C₁ и C₂–емкости трехточки

3. Емкость
4. Емкость C₂ = C₁/k
5. Реактивные сопротивления в схеме трехточки

6. Сопротивление потерь кварцевого резонатора

7. Реактивное сопротивление кварца X_кв = -(X₁ + X₂) – Ω_sR_кв(1 + a)
8. Сопротивление потерь колебательного контура автогенератора R = R_кв
9. Индуктивное реактивное сопротивление в схеме трехточки X₃ = -(X₁ + X₂) – Ω_sR_кв(1 + a)
10. Обобщенная расстройка кварцевого резонатора

где Q_кв–добротность кварцевого резонатора; f_г–частота автогенератора, рассчитывается как

11. Отклонение частоты генерации относительно частоты кварца
12. При работе кварца на гармонике вместо емкости C₁ включается параллельный колебательный контур L₁, C₁’. Для третьей гармоники C₁’ = 2C₁. Дополнительная емкость ΔC и индуктивность L₁ соответственно равны ΔC = C₁; L1=1/[(2πf_кв)²ΔC]
13. Управляющее сопротивление в схеме трехточки

14. Проверка выполнения уравнения стационарного режима S_1fZ_y = 1

Re(S_1fZ_y) = 1; Im(S_1fZ_y) = 0

15. Коэффициент обратной связи автогенератора

16. Сопротивления контура автогенератора(нагрузка транзистора) Z_n = Z_y / k_ос
17. Фазовый аргумент нагрузки

18. Расчет связи с потребителем:

Сопротивление ненагруженного контура генератора

Сопротивление емкостной связи

Сопротивление связи с учетом потребителя X’_св = X_св – X_п

где X_п = –1/2πf_квC_п

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА АВТОГЕНЕРАТОРА

1. Мощность поступающая в потребитель P_п = aP_кв где P_кв – мощность выделяемая в кварцевом резонаторе; а – коэффициент связи контура автогенератора с потребителем
2. Мощность поступающая в контур автогенератора

P₁ = P_кв + P_п

3. Ток протекающий через кварцевый резонатор

4. Амплитуда колебаний на входе транзистора

U_кв = I_кв(–X₂)

5. Первая гармоника тока коллектора

I_k1 = |S_1j| U_вх

6. Амплитуда колебаний на нагрузке генератора

7. Амплитуда импульса тока коллектора I_мак = I_k1 / α₁
8. Постоянная составляющая тока коллектора I_k0 = I_мак α₀
9. Постоянная составляющая тока базы I_б0 = I_k0 / H₂₁
10. Напряжение смещения

11. Выбираем сопротивление в цепи эмиттера R_э = 300 Ом, сопротивление в цепи базы R_б=15(–X₂)
12. Напряжение источника питания E_п = E_к + (I_k0 + I_б0)R_э
13. Напряжение смещения с учетом сопротивлений R_э и R_б

E_см = E’_см + (I_k0 + I_б0)R_э +I_б0P