ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАТЧИКОВ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ с УМ Передатчики низовой радиосвязи входят в состав радиостанций различных систем радиосвязи. Эти радиостанции могут быть стационарными (центральные, диспетчерские станции), возимыми (устанавливаемые на подвижных объектах), носимыми, портативными. Основные параметры передатчиков определяются действующими стандартами [ГОСТ 12252 -86]: Выходная мощность, Вт 0, 1. . . 50 Диапазоны частот*, МГц 27. . . 27, 4; 30. . . 50; 117. . . 174; 230. . . 335; 340. . . 430; 440. . . 470; 890. . . 960 Относительная нестабильность частоты (5. . . 30)-6 Максимальная девиация частоты, к. Гц 5 (2. 5) Разнос частот каналов, к. Гц 25 (12. 5) Ширина полосы излучаемых частот, к. Гц, на уровне -40 д. Б 20 Полоса передаваемых частот, Гц 300. . . 3400 Допустимые нелинейные искажения, % 7. . . 15 Допустимый уровень паразитной ЧМ, д. Б, не более -30 Разнос частот между каналами передачи и приема, не менее: Для диапазона 136… 174 МГц 4; 6 МГц Для диапазона 403… 470 МГц 10. 0 МГц Для диапазона 820… 960 МГц 45 МГц Частота передачи базовой станции должна быть выше абонентской (мобильной) 1 станции.
ГОСТ предусматривает обязательную предкоррекцию амплитудно-частотной модуляционной характеристики (частотные предыскажения), т. е. увеличение коэффициента передачи цепи на верхних модулирующих частотах (подъем верхних частот) 6 д. Б на октаву с точностью ± 2 д. Б, так что передатчик излучает по существу фазомодулированный сигнал, и если в приемнике используется более простое частотное детектирование, то принятый НЧ сигнал подвергают обратной частотной коррекции (с завалом верхних частот). Физические характеристики речевого сигнала, не подвергнутого обработке и предыскажениям, таковы, что его энергетический спектр S(F) описывается эмпирическим соотношением S(F) ~ k/F 2. На рис. показана спектральная плотность русской речи, отнесенная к максимальной спектральной плотности на частоте вблизи F= 300 Гц. Как видно, спектральная плотность весьма неравномерна. Спектр акустических колебаний, воспринимаемый человеческим ухом, занимает широкую полосу частот примерно 20. . . 20 000 Гц. Максимум чувствительности уха около 1000 Гц. 2
Наиболее «мощные» спектральные составляющие человеческого голоса сосредоточены в узкой полосе 200. . . 600 Гц. Если пиковый уровень мощности в полосе 800. . . 1000 Гц принять за 1, то эффективный (средний) уровень составит 0, 1. . . 0, 15 (т. е. по напряжению 0. 3 Uпик). Для повышения помехоустойчивости передачи речи в спектре телефонного сигнала перед модулятором передатчика обеспечивают подъем верхних частот, до 6 д. Б на октаву, а возможно и до 9. . . 10 д. Б на октаву. Кроме того, для повышения помехозащищенности линии радиотелефонной связи модулирующий сигнал подвергают амплитудному ограничению или применяют компрессию (сжатие) его динамического диапазона, что обеспечивает эквивалентный выигрыш по мощности ЧМ передатчика еще в 2. . . 3 раза. Для уменьшения внеполосных излучений передатчика спектр модулирующего сигнала ограничивают, для чего перед НЧ входом модулятора устанавливаются ФНЧ с полосой пропускания приблизительно до 3, 5 к. Гц. 3
На рис. представлены структурные схемы передатчиков низовой связи с угловой модуляцией. УЗЧ КОРР ОГР ФНЧ ИНТ ЧМ КАГ УЧ ФМ ПФ УВЧ ФНЧ Структурные схемы передатчиков низовой связи с УМ: а - с непосредственной ЧМ в КАГ; б - с использованием ФМ модулятора; Схема а) - прямая ЧМ варикапом в КАГ. Модулирующий сигнал UW усиливается в УНЧ и подвергается частотной предкоррекции, ограничивается (сжатие динамического диапазона). ФНЧ ограничивает спектр до 3, 5 к. Гц. В КАГ осуществляется прямая частотная модуляция, затем производится умножение частоты для увеличения глубины модуляции и повышения частоты до рабочего диапазона. Схема б) - косвенный метод получения ЧМ, в фазовом модуляторе осуществляется модуляция фазы несущего колебания, спектр модулирующего сигнала перед входом модулятора подвергается дополнительной коррекции в интеграторе. Частота задающего генератора стабилизируется кварцевым резонатором, а буферный усилитель уменьшает 4 влияние последующих цепей на частоту АГ.
Современные радиостанции низовой связи все чаще строятся многочастотными. Так, распространенные радиостанции индивидуального пользования диапазона 26, 965. . . 27, 405 МГц имеют 40 каналов в европейском стандарте частот и могут дополнительно иметь еще 40 каналов российского стандарта. Предусмотрены два вида модуляции УМ и AM. Примерная структурная схема передатчика показана на рис. в). ЧМ модуляция - в подстраиваемом генераторе (ПГ); это обычный LC-транзисторный автогенератор с варикапом для ЧМ и автоподстройки частоты (или с двумя варикапами отдельно для ЧМ и для ФАПЧ) в микросхемном исполнении. Средняя частота ПГ устанавливается в соответствии с заданным каналом и поддерживается в пределах допустимой нестабильности при помощи системы ФАПЧ и СЧ по опорному кварцевому АГ также в микросхемном исполнении. 5
Характеристики радиостанции Harry 11 Classic Дисплей, отображающий каналы S-метр на дисплее Количество каналов 120 Виды модуляций АМ/FM Диапазон частот 26, 965… 27, 405 MHz Импеданс антенны 50 ohms Напряжение питания 13, 2 V Габариты (мм) 115 х 180 х 35 Вес 0, 8 kg Передатчик Выходная мощность 4 W AM/ 4 W FM Уровень помех до 4 n. W (-54 d. Bm) Диапазон НЧ 300 Hz до 3 k. Hz в АМ/FM Чувствительность микрофона 10 m. V Потребляемый ток 1, 7 A 6
Передатчики для ЧМ вещания на MB и ЗС телевидения должны обеспечивать высокое качество звукового вещания и иметь возможность передачи стереовещания или двухъязыкового сопровождения телевидения. Для обеспечения эстетического восприятия в радиовещании необходимо с заданной допустимой неравномерностью передавать более широкую полосу частот: для высшего класса (MB ЧМ вещание) 30. . . 15 000 Гц, для первого класса (звуковое сопровождение телевидения) 50. . . 10 000 Гц, для второго класса (вещание с AM на длинных, средних и коротких волнах) 100. . . 6300 Гц при допустимой неравномерности около ±(0, 7. . . 1, 5) д. Б. Основные параметры этих передатчиков определяются ГОСТ: Диапазоны частот, МГц 66. . . 73; 76… 108; 174… 230; 470… 958 Выходная мощность, к. Вт 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1; 2; 4; 5; 15 Относительная нестабильность частоты (1… 5)*10 -6 (не более ) Максимальная девиация частоты, к. Гц ± 50 Полоса передаваемых частот, к. Гц: одного канала 0, 04. . . 15 в режиме стерео 0, 04. . . 47 Допустимые нелинейные искажения, % <1 Неравномерность АЧХ, д. Б, не более ± 1 Уровень шума, д. Б, не более -60 (ПАМ < 0. 4%) 7
В передатчиках мощностью 4 и 15 к. Вт для повышения надежности используют сложение мощностей двух полукомплектов, возбудители и тракты предварительного усиления обеспечиваются 100 % -ным резервированием. Выходные ступени на электронных лампах, а возбудители и тракт предусиления - на полупроводниках. Передатчики мощностью 1 к. Вт и менее выполняются полностью на полупроводниках, при этом для повышения надежности и унификации отдельных блоков широко применяется блочно-модульный принцип. Проблема высоких качественных показателей решается в основном в возбудителе 8
Перспективная схема возбудителя ЧМ вещания, используемая в ряде отечественных передатчиков и для модернизации ранее установленных приведена на рис. Модулируемый по частоте (подстраиваемый) генератор (ПГ) создает непосредственно рабочую частоту. Заданная средняя частота и ее допустимая нестабильность обеспечиваются системой АПЧ с ДПКД по опорному генератору (ОГ). При включении возбудителя, смене частоты или случайном сбое частоты сначала действует кольцо АПЧ, обеспечивающее приближение частоты к заданному значению и приводящее к началу действия ФАПЧ. После срабатывания системы ФАПЧ достигается заданная частота, на выходе частотного детектора (ЧД) устанавливается нулевое напряжение, которое служит критерием готовности возбудителя к работе и посредством устройства контроля подключает возбудитель к передатчику. Полоса удержания ФАПЧ 10. . . 15 Гц. Модуляция осуществляется либо звуковой частотой (ЗЧ), либо комплексным стереосигналом (КСС). Все элементы возбудителя - в микросхемном исполнении; опорный генератор - покупное комплектующее изделие. 9
Комплексный стереосигнал образуется из НЧ сигналов, создаваемых двумя разнесенными в пространстве микрофонами: левым (канал А) и правым (канал В) в полярном модуляторе (ПМ). В ПМ (рис. ) сигналы А и В модулируют по амплитуде гармоническое колебание поднесущей частоты fп =. 31, 25 к. Гц схема ПМ для стереовещания: а- прямой метод; Полученные AM колебания подвергаются ограничению по амплитуде ограничителями отрицательной (АО 1) и положительной (АО 2) полярности. Сумма всех этих сигналов представляет собой полярно-модулированное колебание (ПМК), т. е. AM колебание, в котором огибающая положительных амплитуд изменяется в соответствии с сигналом А, а отрицательных — с сигналом В (рис. в); спектр ПМК изображен на рис. г. Недостатком такого формирования ПМК является высокий уровень высших гармоник (из за ограничения сигналов). В Диаграммы напряжений в ПМ (а-в)10 и спектр КСС (г)
Применение на выходе ПМ ФНЧ с частотой среза выше 46 к. Гц возможно, но приводит к дополнительным фазовым сдвигам в верхней части полезного спектра, что снижает качество восприятия стереосигналов. Большее распространение получил вариант ПМ (рис. б), в котором с помощью линейной дифсистемы (ДС) из сигналов А и В образуются суммарный М=А+В и разностный S=А - В сигналы. Поднесущее колебание f. П = 31, 25 к. Гц подвергается амплитудной модуляции с максимальной глубиной т = 80 % разностным сигналом S, так что Это колебание складывается с суммарным сигналом М и образуется полный стереосигнал: Этот КСС сигнал отличается от рассмотренного выше ПМК тем, что спектр сигнала S подвергнут дополнительной частотой коррекции (подъем амплитуд верхних частот в интервале 0, 03. . . 15 к. Гц) по закону K(F) = (1 +j 6, 4 F)/(5 +j 6, 4 F) и амплитуда поднесущей f. П в спектре стереосигнала уменьшена в 5 раз. При этом максимальная девиация частоты передатчика сигналом КСС составляет ± 50 к. Гц, а девиация частоты, вызываемая частично подавленной поднесущей не превышает 10 к. Гц. Система стереовещания совместима, т. е. ее сигналы принимаются обычным приемником MB 11 ЧМ вещания как монофонический сигнал М=А+В.
Скачать презентацию ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАТЧИКОВ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ с УМ Передатчики низовой
19_Передатчики разл_назн.ppt