Обоснование структуры радиопередатчика

В начале проектирования необходимо составить структурную схему всего тракта радиочастоты передатчика. На первом этапе схема является ориентировочной. В процессе выполнения работы, когда рассчитывается большинство каскадов передатчика, иногда в структурную схему приходится вносить некоторые изменения.

Если передатчик предназначен для амплитудно-модулированного вещания, он содержит модулируемый каскад. Этот каскад является почти обычным усилителем высокочастотных колебаний, однако, его амплитуда на выходе пропорциональна величине модулирующего сигнала.

В качестве возбудителя колебаний будем использовать автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты (см. ТЗ). Частота кварцевого резонатора для получения относительной нестабильности не должна превышать 10 МГц. Эта частота и задана в качестве рабочей частоты передатчика, поэтому нет необходимости ставить умножители частоты.

По техническому заданию требуется осуществить амплитудную модуляцию (АМ), но именно какую не указывается. Поэтому выбираем коллекторную модуляцию, т.к. при этом виде модуляции высокий КПД (70-80%), линейная модуляционная характеристика и получение большого коэффициента модуляции с малыми искажениями.

Для уменьшения влияния умножителей частоты на задающий генератор (ЗГ), поставим после ЗГ буферный каскад (маломощный усилительный каскад).

Все каскады, стоящие между автогенератором и антенной являются усилительными. К ним относятся: умножитель частоты,модулируемый каскад и усилитель модулированных колебаний. В основном, активный элемент (в нашем случае применены биполярные транзисторы) в усилительных каскадах включают по схеме с общим эмиттером (ОЭ), т.к. такое включение обеспечивает максимальный коэффициент усиления по мощности. Однако, иногда, возможно применение и других вариантов включения АЭ.

Между каскадами включены резонансные нагрузочные системы, которые служат для селекции нужной гармоники коллекторного тока, а также для трансформации входного сопротивления последующего каскада в сопротивление нагрузки предыдущего каскада, являющееся критическим с точки зрения максимальной выходной мощности. Кроме того выбранный тип цепей согласования осуществляет развязку каскадов по постоянному току.

По ТЗ предполагается самостоятельный выбор способа связи с антенной. Наиболее реально предположить, что передача энергии от передатчика к антенне будет осуществляться по коаксиальному кабелю, т.к. для используемой рабочей частоты подойдёт только такой вид фидера: частота слишком высока, чтобы передавать колебания по обычной двухпроводной линии (вследствие больших потерь) и недостаточна для передачи энергии по волноводу (из-за невозможности реализации низкочастотного волноводного тракта в связи с наличием критической длины волны в волноводе). Выберем для использования с конструируемым передатчиком одну из распространённых марок коаксиального кабеля – РК-75. Этот кабель имеет волновое сопротивление 75 Ом, о чём говорит число 75 в обозначении его марки. Для полной отдачи энергии в антенну необходимо согласование волнового сопротивления фидера с входным сопротивлением излучателя, иначе в подводящем тракте возможно появление, наряду с падающей волной, волны отражённой от входа антенны, что может привести к уменьшению суммарной амплитуды колебаний в излучателе. Согласование означает равенство активного сопротивления антенны волновому сопротивлению используемого кабеля, при этом реактивное сопротивление антенны должно отсутствовать (быть скомпенсированным). Из сказанного следует считать сопротивление нагрузки каскада равным 75 Ом.