ОБЗОР СТРУКТУРНЫХ СХЕМ ПОСТРОЕНИЯ РПДУ И МЕТОДОВ АНАЛИЗА ЕГО ПАРАМЕТРОВ - Радиопередающие устройства. Проектирование - каталог статей

УДК 621.396.61

Обзор структурных схем построения РПДУ и методов анализа его параметров

Е.Г. Пименов, Г.Т. Пименов

E-mail: tiger8.6@mail.ru

Радиопередающие устройства предназначены для формирования радиочастотных сигналов, их усиления и последующей передачи этих сигналов потребителю.Общая структурная схема радиопередающего устройства может быть представлена в виде, изображенном на рисунке 1 [1].

Рисунок 1 – Структурная схема радиопередающего устройства

Основными элементами схемы радиопередающего устройства являются:
а) возбудитель, предназначенный для формирования модулированного высокочастотного колебания и состоящий из устройств:

модулирующего устройства, изменяющего параметры несущего колебания для однозначного отображения в нем передаваемой информации;
формирователя сетки частот (синтезатора);

б)   усилитель мощности, предназначенный для обеспечения необходимых энергетических характеристик электромагнитных колебаний. Методы проектирования возбудителей, модулирующих устройств, усилителей мощности и способы решения общих вопросов построения радиопередающих устройств описаны в [1…4]. Однако ни в одном из перечисленных источников и ранее опубликованных работах не приводится описание методов выбора и анализа структурных схем радиопередающих устройств, позволяющих провести предварительный расчет и выбор элементной базы для их построения и определения исходных требований к его составным частям.
     Структурные схемы усилителей мощности различного назначения и их расчет рассматриваются в [5…7] и только в [8] достаточно подробно представлена методика расчета структурных схем полупроводниковых передатчиков и их усилителей мощности.
     В общем случае структурная схема усилителя мощности представляется в виде последовательно соединенных каскадов [8] и приведена на рисунке 2.

Ег - источник входного сигнала с внутренним сопротивлением Rг (возбудитель);

ПК1 – первый предварительный каскад усиления;

ПКN – N-й предварительный каскад усиления;

ВК – выходной каскад усиления;

Rн – сопротивление нагрузки выходного каскада.

Рисунок 2 – Структурная схема тракта усиления РПДУ

Расчет структурной схемы, приведенный в [8], сводится к выбору типов транзисторов для обеспечения заданной мощности в заданном диапазоне частот, обеспечивающих требуемый суммарный коэффициент усиления тракта КР∑ определяемый выражением:
Формула 1

     При этом распределение параметров нелинейных комбинационных искажений и уровней шумов по каскадам тракта передачи не рассматривается, не смотря на то, что эти параметры оказывают существенное влияние на качественные характеристики РПДУ [6] и его электромагнитную совместимость.
    Анализ нелинейных свойств в многокаскадном усилительном тракте и их описание приведено в [9].
     Из [9] следует, что в широкополосных трактах можно пренебречь фазовыми сдвигами, происходящими в отдельных его звеньях и считать, что суммарный коэффициент нелинейных искажений (КНИ) тракта и его звеньев связаны выражением:
Формула 2

     Таким образом, используя выражение (2) предоставляется возможность определения требований по КНИ к составным частям тракта передачи, обеспечивающих обычно заданное значение суммарного КНИ тракта.
    Определение отношения сигнал/помеха в многокаскадных трактах по [9] вызывает затруднения ввиду неоднозначности выражений, характеризующих изменение отношения сигнал/шум на выходе звеньев тракта усиления.
     Аналогичная ситуация возникает при анализе следующего важного параметра РПДУ - шумовой характеристики тракта передачи, определяемой его коэффициентом шума. При последовательном включении каскадов результирующий коэффициент шума определяется по формуле [10]:
Формула 3

Как и в случае с КНИ, используя выражение (3) предоставляется возможность определения требований к коэффициентам шума составных частей тракта передачи, обеспечивающих заданное значение суммарного коэффициента шума всего тракта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Расчет структурной схемы тракта усиления РПДУ может быть проведен по методике [8].
Выражения (2) и (3) позволяют определить требования по КНИ и коэффициенту шума к составным частям тракта РПДУ, обеспечивающие выполнение заданных значений ко всему тракту усиления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ / Под ред. О.В. Алексеева. – М.: Радио и связь, 1987. – 392 с.
Широкополосные радиопередающие устройства / Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А.; Под ред. О.В. Алексеева. - М.: Связь, 1978. – 304 с.
Проектирование радиопередатчиков / В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2000. – 656 с.
Каганов В.И. Радиопередающие устройства. – М.: ИРПО: Издательский центр «Академия», 2002. – 288 с.
Апериодические усилители на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет/ Под ред. Валитова Р.А., Куликовского А.А. М., «Советское радио», 1968, 300 стр.
Воронин А.А. Шумовые излучения радиопередающих устройств. Чем они опасны. Информост. Радиоэлектроника и телекоммуникации. №4 (34). Июль-август, 2004, www.informost.ru.
Функциональные усилители с большим динамическим диапазоном. Основы теории и проектирования/ Под ред. Волкова В.М., «Советское радио», 1976, 344 с.
Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет/ Под ред. Валитова Р.А. и Попова И.А. М., «Советское Радио», 1973, 464 с.
Богданович Б.М. Нелинейные искажения в приемно-усилительных устройствах. – М., Связь, 1980, 280 с.
Радиоприемные устройства/ Под общей редакцией В.И. Сифорова. М.: Сав. радио, 1974.