2.2 Обоснование выбора типа опорного генератора

Возбудителем называют устройство, входящее в состав радиопередатчика, предназначенное для формирования гармонических колебаний с заданными частотами и требуемым видом модуляции.

Согласно заданию на курсовой проект радиопередатчик работает на полосе частот. Возбудитель такого передатчика представляет собой опорный генератор (ОГ), дополняемый при необходимости умножителем частоты. Основным требованием, предъявляемым к автогенераторам опорной частоты, является высокая стабильность частоты. Допустимая нестабильность частоты передатчика зависит от его диапазона рабочих частот, назначения и используемого диапазона рабочих частот (долговременная нестабильность частоты радиопередатчика по заданию составляет 5 кГц). Для получения высокостабильных колебаний используются различные методы стабилизации частоты, которые основаны на использовании кварцевых резонаторов (КР).

Схемы кварцевых автогенераторов, которые используются на практике, можно разделить на две группы. В первой кварцевый резонатор играет роль индуктивного сопротивления (так называемые осцилляторные схемы). Во второй группе схем генераторов кварц используется как последовательный резонансный контур. При этом кварцевый резонатор включается в цепь обратной связи.

Во всех приведённых схемах автогенераторов, как уже указывалось, кварцевый резонатор играет роль индуктивности. На практике чаще всего используется схема ёмкостной трёхточки. Эта схема отличается конструктивной простотой (не требует дополнительный индуктивностей) и лёгкостью настройки.

При работе кварца на механических гармониках несколько усложняют схему ёмкостной трёхточки, включая параллельно ёмкости между коллектором и эмиттером индуктивность. Резонансная частота этого контура выбирается таким образом, чтобы она была ниже рабочей частоты, но выше частоты ближайшей низкой нечётной механической гармоники. Тогда на рабочей частоте этот контур эквивалентен ёмкости и автогенератор представляет собой обычную трёхточную схему. На более же низкой механической гармонике кварца этот контур эквивалентен индуктивности и автогенератор не возбуждается, так как не выполняются фазовые соотношения.

2.3 Обоснование выбора типа усилителей

Усилители мощности состоят обычно из нескольких каскадов, схемы которых могут отличаться. Это обусловлено различными требованиями предъявляемыми к ним, режимом работы и так далее.

Энергетические характеристики усилителей мощности определяются в основном режимом работы оконечного каскада, которые зависят от угла отчески, способа включения активного элемента, напряжённости режима работы, степени использования активного элемента по мощности.

Задача обеспечения высоких энергетических и качественных характеристик является противоречивой, решение которой зависит прежде всего от вида модуляции. Так в усилители мощности передатчиков с угловой модуляцией амплитуда усиливаемого сигнала постоянна. Поэтому в мощных каскадах необходимо использовать режим работы второго рода (с отсечкой), критический, перенапряжённый, а если позволяют рабочие частоты, то и ключевой режимы. Это обеспечивает высокий КПД усилителя. Что касается возникающих при этом амплитудно-частотных и фазочастотных искажений, то ввиду высокой помехозащищённости угловой модуляции, они мало влияют на качество связи. Возникающие при работе с отсечкой и при высоком использовании активного элемента нелинейные искажения создают каналы паразитного излучения и прежде всего на гармониках. Однако уровень этого излучения может быть ограничен применением фильтров гармоник или двухтактного включения активного элемента.

В современных передатчиках с ФМ широкое использование транзисторов ограничивается лишь требованиями малых нелинейных искажений. Режим работы транзистора выбирают слабоперенапряженным, близким к граничному (=(1,01…1,02)гр). Угол отсечки принимают оптимальным по энергетическим показателям. В схеме с ОЭ рекомендуют применять= 70…80⁰, при ОБ Θ = 90⁰.

При усилении ФМ колебаний основным требованием является высокая линейность фазовой характеристики. При этом усиление ФМ колебания имеет особенности, состоящие в том, что нелинейные искажения ФМ сигнала определяются нелинейностью не только фазовой характеристики усилителя, но и изменением амплитуды в зависимости от уровня сигнала. В предварительных каскадах передатчика необходимо не считаясь с КПД каскадов, со степенью использования транзисторов по мощности и сложностью схемы, получить минимально возможный уровень нелинейных искажений. Поэтому в этих каскадах транзисторы работают в слабоперенапряженным режиме колебаниями класса В [3,10].

В оконечных каскадах мощных транзисторных РПДУ можно использовать двухтактные схемы с транзисторами в перенапряжённом режиме класса В (угол отсечки Θ=90⁰, реже используются схемы с углом отсечки Θ=180⁰).