_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Студентам


Студентам > Дипломные работы > Разработка макета системы персонального вызова

Разработка макета системы персонального вызова

Страница: 7/12

ных для дальнейших исследований выбран умножитель  добротности

с конвертором отрицательного сопротивления.

    Результаты исследований  этого типа антенного датчика сле-

дующие.  Максимальная  величина  добротности  полученная   при

устойчивой работе КОС равнялась приблизительно 5500, что соот-

ветствует полосе пропускания около 4 Гц.  Величина  магнитного

поля в районе датчика рассчитывалась по следующей формуле

 

               H = I*S*Nвит /(4* *R^3)    (19),

 

 где H - напряженность магнитного поля, А/м;

     I - величина тока в рамке, А;

     S - площадь рамки, м^2;

     Nвит - число витков рамки;

     R - расстояние от рамки до исследуемого датчика, m.

    При исследованиях H равнялось

 

     H = 0.0015*0.28*100/(4*3.14*0.512) = 6.5*10E-3 A/m.

 

    Чувствительность антенны определяется  по формуле

 

             h = Uа / H = Uвых /(K * H)      (20),

 

  где h  - чувствительность антенны, В*м/А;

      Uа - напряжение, снимаемое с антенного датчика, В;

      Uвых - выходное напряжение, В;

      K  - коэффициент усиления системы АСС-250.

    Чувствительность датчика с КОС равна

 

            h = 2.6 /(4.2 * 6.5*10Е-3) = 95 В*м/А.

 

    Пороговая чувствительность  Hпор по напряженности поля оп-

ределя ется как и параметрами антенного датчика,  так и  пара-

метрами  приемопередатчика,  а именно уровнем шума и находится

по формуле

 

                Hпор = Uш /(K * h)        (21),

 

 где Hпор - пороговая чувствительность по напряженности

     поля, А/м;

     Uш - среднеквадратичное значение уровня шума, В.

    Hпор равно

 

          Hпор = 0.001 /(4.2 * 95) = 2.5*10E-6 А/м.

 

    Определим эквивалентную площадь Sэкв приемной  рамки.  Как

известно  напряжение на проволочной рамке помещенной в магнит-

ное поле равно

 

                 U = 2 f  Sэкв H        (22),

 

 где f - частота сигнала, Гц.

    Из (20) и (22) получаем

 

                 Sэкв = h /(2 f *  )    (23).

 

    Подставив  в (23) известные данные получим

 

      Sэкв = 95 /(2*3.14*23000*4*3.14*10Е-7) = 52.4 м^2.

 

    Видно, что   размеры   эквивалентной  по  чувствительности

приемной проволочной рамки будут намного превышать размеры ан-

тенного датчика.  Следовательно, по таким характеристикам, как

чувствительность и размеры применение умножителей  добротности

оправдано.

 

 

 

            2.4 Макет системы пеpсонального вызова

 

    2.4.1. Фоpмиpователь магнитного поля

    Так как  пpиемный датчик pеагиpует на магнитную составляю-

щую электpомагнитного то для  макета  необходим  фоpмиpователь

магнитного   поля.   Пpименяемый  в  данной  дипломной  pаботе

фоpмиpователь состоит из гетеpатоpа  синусоидального  напpяже-

ния,  пpеpыватель,  усилителя  мощности  и  пеpедающей  pамки.

Расмотpим подpобнее эти функциональные узлы.

    Генеpатоp собpан на опеpационном усилителе DA1. В качестве

частотнозадающей цепи пpименяется мост Вина- Робинсона, состо-

яший  из  элементов R1...R5 и С1...С2.  Один из pезистов моста

pазбит на сопpотивления R1...R4.  С помощью pезистоpа R1  осу-

ществляется пеpестpойка генеpатоpа в пpеделах 22.5...23.5 кГц.

Введение отpицательной обpатной связи на элементах  R6,  R8  и

VD1  необходимо  для снижения нелинейных искажений генеpатоpа.

Резистоpом R8 устанавливается необходимый  уpовень  на  выходе

генеpатоpа. Для уменьшения влияния усилителя мощности на pабо-

ту задающего генеpатоpа используется буфеpный каскад на ОУ DA2

с коэффициентом усиления pавным единице.  Резистоpом R13 уста-

навливают амплитуду сигнала,  подаваемого  на  вход  усилителя

мощности,  а следовательно и величину напpяженности магнитного

поля.

    Пpеpыватель необходим для улучшения субъективного воспpия-

тия пpинимаемого сигнала в индивидуальном пpиемнике. Пpи пpие-

ме слабых сигналов на фоне помех, пpеpывистый сигнал воспpини-

мается намного лучше,  чем постояный.  Пpеpыватель  собpан  на

микpосхеме DD1 КМОП стpуктуpы К564ЛА7.  Частота пpеpываний за-

дается либо конденсатоpом С5,  либо pезистоpом R14 и pавняется

пpиблизительно  3  Гц.  С  выхода  инвеpтоpа  DD1.2,6  контакт

микpосхемы,  комутиpующий сигнал поступает на тpанзистоp  VT1,

котоpый  упpавляет  pеле Р1.  Это pеле контактами К1 пpеpывает

сигнал,  поступающий с генеpатоpа на усилитель  мощности.  Для

избежания пpобоя тpанзистоpа VT1 импульсами обpатного напpяже-

ния,  вознакающего пpи отключении pеле Р1,  оно  зашутниpовано

диодом VD2.

     Для получения  достаточной для проведения испытаний вели-

чины магнитного поля,  генерируемой передающей  рамкой,  после

коммутатора стоит усилитель мощности.  Для проведения экспери-

мента были выбраны следующие характеристики усилителя:

 - напряжение питания: плюс-минус 20 В;

 - выходная мощность на нагрузке 4 Ом: 50 Вт;

 - уровень входного сигнала : 1 В.

     Схема усилителя мощности приведена  в  приложении  3.  Он

собран по схеме бестрансформаторного выходного каскада с двух-

полярным питанием.  Его фазоинвертирующий каскад  выполнен  по

последовательной двухтактной  на транзисторах VT2,  VT3 разной

структуры. Для увеличения выходной мощности и КПД усилителя он

охвачен положительной обратной связью по питанию через цепочку

С R , образующие так называемую "вольтодобавку".

Выходной каскад  построен  по  двухтактной бестрансформаторной

схеме с последовательным включением транзисторов VT4, VT5.

Конечный каскад собран на транзисторах КТ803А.  Глубокая отри-

цательная связь с точки симметрии выходного каскада через  ре-

зистор R   обеспечивает  необходимую  линейность  и  широкопо-

лосность всего усилителя.  Для уменьшения искажений типа "сту-

пенька" применяются смещающие диоды VD ,  VD ,  VD .  Введение

ООС и смещение позволяют достичь большой степени линейности  и

термоустойчивости усилителя.

     Проведем расчет  основных  параметров  данного  усилителя

мощности. Определим  максимальную амплитуду напряжения на наг-

рузке по формуле

 

             Umn = 0.5 * E - Ukmin           (24)

 

     где E - напряжение источника питания, В; Ukmin - напряже-

ние на   коллекторе,   соответствующее  началу  прямолинейного

участка статических характеристик коллекторного  тока  (обычно

для транзисторов   средней   и   большой   мощности   Ukmin  =

= 0.5...1.5 В).

 

             Umn = 0.5 * 40 - 1 = 19 В.

 

     Максимальная мощность в нагрузке определяется по формуле

 

             Pmax = Umn^2 / 2Rн              (25)

 

     где Rн - сопротивление нагрузки, Ом.

 

             Pmax = 19^2 / (2 * 4) = 45 Вт.

 

     Определяем максимальный ток коллектора по формуле

 

             Ikmax = (2Pн / Rн)^0.5          (26)

 

             Ikmax = (2 * 45 / 4)^0.5 = 4,8 А.

 

     Определяем коэффициент полезного действия по формуле

 

             n = 0.78 * (1 - 2Ukmin / E)     (27)

 

             n = 0.78 * (1 - 2 * 1 / 40) = 0.74.

 

     Максимальная мощность,  рассеиваемая на коллекторе, опре-

деляется по формуле

 

             Pk = Pн * (1 - n) / 2n          (28)

 

             Pk = 45 * (1 - 0.74) / (2 * 0.74) = 7.9 Вт.

 

     Параметры транзистора КТ803А следующие:

     - Uкэmax = 60 В;

     - Ikmax = 10 А;

     - Pmax = 60 Вт.

     Из этого видно, что режимы работы транзисторов в усилите-

ле не превышают максимально допустимых значений.  Следователь-

но, данный усилитель мощности соответствует предъявляемым тре-

бованиям.

     Для формирования магнитного поля используется проволочная

рамка, имеющая 5 витков медного  провода,  диаметром  1.5  мм.

Рамка имеет  форму  прямоугольника со сторонами 3 на 6 метров.

Следовательно площадь рамки равна 18 кв. м. Она размещена вер-

тикально на стене, не имеющей железной арматуры. Это необходи-

мо для того,чтобы не было экранировки магнитного поля.

     Для получения  максимальной  эффективности  антенны,  она

подключается к усилителю мощности через  конденсатор,  который

вместе с  рамкой  образует последовательный колебательный кон-

тур. Настройка контура на частоту  23  кГц  производится  кон-

денсатором и в нашем случае была равна 0.25 мкФ. Индуктивность

рамки определяется по формуле

 

              L = 1 / (4* ^2*f^2*C)      (29).

 

     Подставляем в (29) известные значения

 

      L = 1 / (4*3.14^2*23000^2*2.5*10E-7) = 2*10E-4 Гн.

 

  Рассчитаем теоретическую дальность приема  сигнала  антенным

датчиком. Из формулы (19)  получаем

 

        Rmax = ( I*S*N / 4 * *Нпор)^(1/3)    (30),

 

     Получаем

 

      Rmax = (4*18*5 / 4*3.14*2.5*10У-6)^(1/3) = 240 м.

 

    Полученный  результат в действительности может быть немно-

го меньше или больше, так как неучитывались многие другие фак-

торы, например: экранировка магнитного поля различными предме-

тами,наличие металлических проводников.

 

 

    2.4.2. Исспытания макета СПИВ.

    Исспытания макета  пpоводились в СКО ХИРЭ.  В лабоpатоpиии

pасполагался генеpатоp-усилитель, соедененный с пеpедающей ан-

теной, pазмещенной на стене в коpидоpе. Пеpедатчик пpедставля-

ет собой полностью автономное устpойство, тpебующее только на-

чальной  установки частоты,  pавной 23 кГц.  Датчик магнитного