Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Схема линии радиосвязи 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Второй дифференциальный каскад собран иа транзисторах VI i и VT. В этом каскаде в общей эмиттерной цепи вместо то-костабили,ирующего элемента использован резистор, поскольку требования на подавление синфазной помехи ниже, чем в первом каскаде. Иа коллекторе транзистора VTc, имеется относительно земли постоянное напряжение, которое необходимо нейтралпзо вачь. Использование разделительного конденсатора недопустимо, так как ОУ гпл/ется ус1!лите.чем постоянного тока. Чтобы решить эту задачу, перед выходным каскадом помещен каскад смещекня уровня на транзисторах VTr и VT. Смещение пронсходнг на ре т-сторе Rg за счет коллекторного тока транзистора VTii. Элементы {Rs и VTg) образуют делитель с большим сопрогивлением нижнего (транзисторного) плеча, поэтому сигнал почти без затухания поступает на базу эмиттерпого повторителя, выполненного на транзисторе VTc,. Диод Vjji прсдназначе(г для дополнительного отбора тока при коротком замыкаинн на выходе усилителя.

За послед1ше годы расширилась номенклатура ОУ, повысилось их качество. Благодаря соверншнствоваиню техиоло1-ии достигнуто псвьпненпе коэффициента усиления и коэффициента подавления синфазного сигггала, расширен частотный диапазон, повышено быстродейстпнс и входное сопротивление, обеспечена защита выходных каскадов многих ОУ от перегрузки при коротком замыкании в нагрузке. В совремешшх ОУ применяют транзисторы с р несколько тысяч, двухэмиттерные транзисторы, полевые транзисторы и т. д.

Глава 5. РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ

5.1. СОСТАВ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Состав и классификация. Радиопередающее устройство РПДУ содержит радиопередатчик РПД, кодирующее устройство К ил устройство формирования сигнала УФС и антенну А. Основное назначение радиопередатчика - генерирование электрических колебаний определенной частоты и мощности, один из параметров которых (амплитуда, частота, фаза) изменяется в соответствии с передаваемой информацией.

Радиопередатчики классифицируют по различным признакам: назначению - радиовещательные, связные, телевизионные, радиолокационные, навигационные и др.;

к

УРС I---, I

(.УМ)

РПД

-1-t-

* ♦

л

А

Рис. 5.1. Структурная схема передатчика

диапазону используемых электромагнитных волн -РПД д.ппн-ных, средгшх, коротких, ультракоротких волн и микроволновые;

виду модулянни и кодирования -непрерывные^ и импульсные, с амплитудной, частотной или фа.зовой модуляцией с модуляги1ен параметров импульсной последовательности и др.;

условиям эксплуатанин РПД - стационарные, перстпижные, переносные, обслуживаемые и необслуживаемые и т. п.

Структурная схема РПД представлена па рис. 5.1, где:

задагощий генератор ЗГ формирует высокочастотные колебания с высокой стабильностью;

синтезатор U преобразует частоту ЗГ в другую более высокую частоту без у.чудгие1пя ее стабильности, при этом / =-;зг где пг цп - целые 4Hc;ia;

модулирующее устройство МУ обеспечивает изменение охно-го из параметров частоты Р„ в соответстшн! с законом изменсипя сигнала, поступающего от источника информации;

промежуточный ПУ и оконечный усилители ОУ (усилите..ш Мощности УМ) доводят мощность высокочастотных колебаний до Требуемой величины;

выхс1д:1ая цепь Ф согласует усилитель мощности с антсшюн. Это обыч1Ю колебательный контур илн фильтр, подавляющий побочные или паразитные колебания высокой частоты.

На схеме пе показаны непи сигнализации, управления, автоматики, структура которых зависит от назначения РПД и предъявляемых к нему эксплуатационных требопзннн; не показаны также Устройства электропитания.

Необходимо отметить, что в РПД могут отсутствовать г.екото-рые элементы схемы, например синтезатор, если ЗГ обоспечппает



Таблица 51

Диапазон волн

Частота, МГц

Назначение

Диапазон волн

Частота, МГц

Назначение

0,2... 1,5 2... 30

Дальняя связь

1 УКВ ДИВ

118... 136 220...400

Ближняя связь То же

.Т а б л н ц а 5.2

формирование необходимого значения fn без дополнительных преобразований. Некоторые элементы могут выполнять совмещенные функции. Так, в ЗГ может формироваться /н и осуществляться модуляция (ЧМ); в одном из усилителей, предварительном или оконечном, также может осуществляться модуляция f (AM).

Основные параметры радиопередатчика. Диапазон рабочих ча стот, используемый в настоящее время, находится в пределах 3 кГц...3000 ГГц. Его более узкие границы определяются назначением радиолинии, условиями распрострапегшя радиоволн, рекомендациями Международного союза электросвязи МСЭ. К приме ру, для авиационной радиосвязи рекомендованы следующие диапазоны (табл. 5.1). Более полные данные см. в Приложении 1.

Мощность передатчика определяется как максимальная мощность, передаваемая в антенну. Диапазон мощностей - от долей ватт до миллионов ватт. Максималыюс значение мощности огра ничено рядом факторов. Так, для РПД, размещенных па летатель ных аппаратах, ограничения связаны со саожностямн обеспечения электрической прочности в выходных каскадах на болыних вы сотах, жесткими требованиями к массогабаритпым размерам и др. По рекомепданням Международ1юй организации гражданской ави ации ИКАО мощность борговых радиостанций должна обеспечивать в точке приема напряженность поля 10 мкВ/м, что соответствует мощности излученпя в пределах 5... 40 Вт.

Коэффициент полезного действия КПД - важнейшая характеристика радиопередатчиков, особешю для передвижных переносных. Количественно КПД определяется как отношение средней выходгюй мощности Рср к мощности, погрсблясмой от источника электропитания Ро, т. е. г] = Р<.р/Ро- Наибо-тее энергоемкими являются выходные каскады РПД.

У современных передатчиков КПД приближается к 70... 80%. Точность установки частоты и ее стабильность - два важнеи-ншх параметра, влияющих па качество работы капала связи. При большой плотности размещения каналов радиосвязи, заданно.м частотном диапазоне отклонение частоты передатчика от задан1Юго значения будет вызывать помехи при приеме соседних каналов. Изменения частоты могут быть медленными (монотонны.ми) и быстрыми (мгновеинымп), огличающимнся интервалом наблюдг-

Класс излучения

Способ передачи и вид излучаемого сигнала

АЗА

Амплитудная телеграфия. Полная несущая (AT) Амплитудная телефония. Полная иссушая и две боковые полосы (ЛЛ1)

Амплитудная телефония. Подавленная несущая и одна боковая полоса (ОМ)

Амплитудная телефония. Ослабленная несущая и одна боковая полоса (ОМн) Частотная телеграфия (ЧТ) Частотная телефоиия (ЧМ)

иия Ти и временем усреднения ту. Для медленных 7 н :1 мес, х- 1 сут, для быстрых 7 1... 2 мин, ту-0,1 с.

Нестабильность оценивают в относительных единицах Af/fa, где Af - уход частоты за ггнтервал наблюдения; fo - номинальное значение частоты. В зависимости от аз11ачения РП требова1Шя к нестабильности частоты различны. Так, для РПД с AM важна медленная нестабильность и ее реальная величина не превьнпа-ет 10~ для РПД с ЧМ и ФМ важна быстрая нестабильность п ее реальная величина около 10 а для РПД с ОМ - 10-.

Вид модуляции или класс излучения (табл. 5.2) определяется назначением передатчика, рабочим диапазоном частот, структурой передаваемого сообщения. В зависимости от того, какой из параметров подвергается модуляции информативным сигналом, различают амплитудную AM, частотную ЧМ, фазовую ФМ модуляции. При дискретном характере передаваемого сообщения применяют амплитудно-импульсную АИМ, фазоимпульсную ФИМ, частотно-импульсную ЧИМ, широпю-н.мпульсную ШИМ, время-импульсную ВИМ модуляции. В многоканальных системах используют двухступенчатую модуляцию. Например, АИМ-ЧМ, АМ-ИМ, Ч.М-ЧМ и др.

Уровень паразитных (нежелательных) излучений. Излучаемые РПД сигналы делят на основные (полезные) и неосновные - за пределами необходимой полосы частот. Неосновные подразделяют на побочные н вггеполосные. К побочным излучениям относят излучения иа гармониках, комбинационных частотах, появляющихся в результате любых нелинейных процессов, исключая процесс модуляции fn сообщением. Особешю высока доля излучения комби-нацио1шых частот, если в возбудителе (тракте формирования /н) используется синтезатор частот. Внеполосные излучения - это излучения па частотах, примыкагощих к отведенной для канала полосе; они обусловлены нелинейными искажениями при модуляции, при.мепен1гем модулирующих сигналов с более широкой по-



лосой, чем это необходимо для данной системы, паразитной модуляцией, Н1умамн и др.

В бортовых авиационных РПД уровень побочного излученнч не должен превытнать 25 мкВт, что для РПД мощностью 50 Вт означает ослабление 63 дБ.

Искажения сигнала зависят от вида сигнала. Делятся они на нелинейные и линейные. Нелинейные искажения обусловлены нелинейными и параметрическими процессами в отдельных элементах РПД, а линейные - частотно-избирательными свойствами цепей РПД. Уровень искажений оценивается разными показателями в зависимости от вида модуляции. Например, для AM уровень искажений оценивается с помощью коэффициента гармоник, который равен отношению геометрической суммы напряжений высших гармоник к амплитуде первой гармоники.

Кроме требований к нормам вышеперечисленных параметров к радиопередатчикам предъявляют требования конструктивного, эксплуатационного и экономического характера: меньшие габариты, масса, стоимость; удобство эксплуатации и ремонта; высокая надежность; устойчивость к внешним воздействиям (температура, влажность, давление, удары).

5.2. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ РАДИОЧАСТОТЫ (ГЕНЕРАТОРЫ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ)

Принцип работы. Генератор с внешни.м возбуждением ГВВ представляет собой преобразователь мощности источника постоянного тока Ро в мощность высокой частоты Рк. Работа ГВВ возможна только при подаче на его вход внешнего сигнала Рвх (от возбудителя). При Этом * вх <Рк. Основные показатели работы ГВВ: .мощность радиочастоты в нагрузке Рк, КПД генератора у\т=Рк/Ро, коэффициент усиления по моншости Кр=Рк/Рвх, спектр колебаний в нагрузке внутри и вне занимаемой полосы часто:, отсутствие самовозбуждения.

В качестве усилительных приборов в ГВВ используют электронные лампы; биполярные и полевые транзисторы, а в ключевых генераторах - и тиристоры. Электронные лампы широко применяют благодаря их универсальности. Они работают в диапазонах от ОНЧ до УВЧ (см. Приложение 1), обеспечивают выходную мощность от единиц ватт до нескольких мегаватт, устойчивы к внешним воздействиям (температура, давление, механические па-грузки), имеют срок службы до 5 тыс. ч. Полупроводниковые приборы применяют в передатчиках малой и средней мощности в диапазонах от ОНЧ до ОВЧ, работающих в ключевом режиме, 136

что позволяет существенно повысить энергетические гюказатели ГВВ. При усилении АМ. сигналов этот режи.м не используют.

Физические процессы, лежащие в основе работы ламп и тран-}ИСтороп, различны, однако их вольт-амперпые характеристики ка-tieCTBCHHO одинаковы, хотя и имеют некоторые различия. Лампы обладают левыми характеристиками, а характеристики транзисторов сдвинуты вправо и запирание транзистора 1гронсходит при нулевом напряжении на базе. Статические характеристики транзисторов в области запирающих значений напряжений на коллекторном переходе аналогичны характеристикам пентодов, поэтому в дальнейн1ем будем пользоваться аппроксимировашшми характеристиками, справедливыми и для ламповых, и для полупроводпи овых ГВВ.

Генератор внешнего возбуждения может работать как в линейном, так и в нелинснном режиме. Линейный режим работы обес-

ечивается при угле отсечки 6=180°. Угол отсечки 6 - это выра-щетая в угловой мере (градусах, радианах) половина той доли

ериода, в течение которой существует анодный (коллекторный) ,ток. Работа усилителя мощности радиочастоты при 0 = 180° назы-

ается колебания.\1и первого рода (они соответствуют классу А в (Периодических усилителях). В режиме колебаний первого рода ГВВ применяют крайне ре.адо из-за невысокого КПД, не превышающего 50%. Нелинейный режим обеспечивается при 0<180° (колебания второго рода). При этом форму импульсов анодного коллекторного) тока характеризует амплитуда 1ат{1кт) и угол отсечки 0.

Рассмотрим энергетическ{е соотношения в ГВВ (рнс. 5 2). Мощность, потребляемая от источника £о, Яо=/ко£о, полезная мощность, выделяемая в нагрузке, Як=0,5/к1к, мощность источника возбуждения Pc=0,5l6\Uc, коэффициент полезного действия (электронный КПД) ti = Pk/Po=0,5/kiC/k ko£o и коэффициент усиления по мощности /(р = Як/Рс-=к1к б1{/с. Из приведенных соотношений видно, что Кр и 11 определяются гармоническими состав-

,Рис. 5.2. Схема транзисторного усилителя Мощности

м

<

) к

и



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

© 2025 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95