Возбудители радиопередающих устройств. Принципы построения возбудителей.

Одиночные кварцевые АГ, рассмотренные в могут быть использованы для возбуждения РЧ трактов только таких РПДУ, которые предназначены для работы на одной или нескольких фик­сированных частотах (волнах). В этом случае передатчик снабжа­ется либо несколькими сменными возбудителями (называемыми кварц-волна), либо соответствующим количеством сменных КвР. К передатчикам, работающим на фиксированных частотах, отно­сятся, прежде всего, вещательные. Возбудители кварц-волна по­мимо собственного АГ содержат буферный каскад, а иногда не­сколько промежуточных усилителей. Количество фиксированных частот обычно не более десяти. По этому принципу построен оте­чественный возбудитель ВТ-2, обеспечивающий работу на одной из трех фиксированных частот. Аналогично строятся возбудители не­которых передатчиков радиосвязи, работающих в диапазонах УКВ, ДМВ и СМВ.

В передатчиках радиосвязи диапазона KB используются диа­пазонные возбудители, основой которых являются так называемые синтезаторы частот. Они позволяют перекрывать весь рабочий ди­апазон дискретно или плавно с привлечением ограниченного числа КвР. В состав таких возбудителей входят также формировате­ли рода работ. Причем управление РЧ колебаниями по ряду со­ображений осуществляется на пониженных частотах с последую­щим переносом спектра в диапазон рабочих частот. Весь комплекс возбудителя с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты снаб­жается собственными источниками питания и вы­полняется в виде отдельного автономного блока.

Для современного возбудителя наиболее важными являются следующие технические характеристики:

· диапазон рабочих частот fмин …fмакс;

· характер перекрытия диапазона (плавный или дискретный);

· интервал («шаг») между соседними частотами или общее ко­личество фиксированных частот (при плавном перекрытии диа­пазона эти характеристики отсутствуют);

· нестабильность частоты (Но или На);

· коэффициент подавления паразитных колебаний;

· длительность и характер перестройки (ручная, дистанцион­ная);

· род работы (классы излучений);

· выходное напряжение и требуемое сопротивление нагрузки.

Первые возбудители строились с использованием гетеродинного метода получения высокостабильных колебаний
(Схема а) В этом случае рабочая частота fр представляет собой сумму (или разность) частот колебаний кварцевого (КАГ) и перестраиваемого ПАГ автогенераторов.

Рис. 10.13. Структурные схемы возбудителей:

а — прямой интерполяции, б —двойного гетеродинирования, в — косвенной интерполяции

Используя одну из гармоник КАГ и одну из частот ПАГ, можно плавно перекрывать некоторый интервал частот. При соотношении fк>Fп стабильность частоты рабочих колебаний оказывается соизмеримой со стабильностью частоты КАГ. На этом принципе был построен диапазонный возбудитель ВЧД-100. Одним из недостатков интерполяционного метода являются затруд­нения, связанные с осложнениями в фильтрации колебаний комбинационных частот, располагающихся вблизи от рабочих. Чем выше значение fк по сравнению с Fп, тем стабильнее рабочая частота fР, но тем жестче требования к селективным возможностям фильтра ПФ.

Ослабление нерабочих составляющих спектра формируемого колебания упрощается при использовании компенсационного метода. В_возбудителе применяется двойное преобразование частоты с одним перестраиваемым гетеродином Г (рис, б). Частоты спектра, получаемые от КАГ, понижаются после первого смесителя Cm1 до значений, при которых они легко отделяются полосовым фильтром Пф1. Фильтр изготовляется неперестраиваемым, что упрощает его конструкцию. Восстановление рабочей частоты до первоначального значения осуществляется в См2, а фильтрация неиспользуемых продуктов второго преобразования — в ПФ2. Применение одного и того же гетеродина при двойном преобразовании частоты позволяет исключить (скомпенсировать) влияние его нестабильности на частоту формируемого колебания. Однако и здесь имеют место затруднения в создании перестраиваваемого фильтра (ПФ2), который должен обладать повышенной крутизной скатов АЧХ на относительно высоких частотах.

Следующим этапом в совершенствовании интерполяционных возбудителей явилось использование метода так называемой косвенной интерполяции частоты. Рабочее колебание при этом фор­мируется синхронизируемым диапазонным АГ (САГ), частота ко­торого (fc = fp) непрерывно сравнивается с эталонной частотой КАГ (fк) (см. рис, в). C этой.целью колебания от САГ и КАГ подаются на смеситель См, имеющий в своём составе фильтр для выделения колебания разностной частоты fк—fc (или fс—fк). Последнее, наряду с колебанием частоты Fп (получаемым от ПАГ), поступает на фазовый детектор ФД. В случае несовпадения частот Fп ≠ (fк—fc (или Fn≠fc—fк) на выходе ФД появляется напряжение рассогласования, воздействующее через реактивный элемент РЭ (например, варикап) на САГ до тех пор, пока часто­та fc не станет равной сумме fK+fn (или разности fк—Fn). Таким образом, САГ является буферным элемен­том, позволяющим очистить спектр выходного колебаний от про­дуктов преобразования частот и гармонических составляющих, а работа САГ в ведомом режиме способствует повышению стабиль­ности рабочей частоты.

Однако, интерполяционные возбудители, несмотря на ряд достоинств, не в состоянии удовлетворить ряду современных требований, из кото­рых самым главным является стабильность частоты рабочего ко­лебания в сочетании с подавлением сопутствующих ко­лебаний. Прежде всего, необходимо отказаться от перестраивае­мых АГ, вносящих основную долю нестабильности в частоту фор­мируемого колебания.

Отказ от перестраиваемых (интерполяционных) АГ исключает и возможность получения от возбудителя плавного перекрытия диапазона частот. От единственного кварцевого АГ в результате серии преобразований (сложения, вычитания, умножения и деления) его частоты можно получить колебания, отличающиеся по частоте друг от друга на одну и ту же или кратную ей величину. Практика эксплуатации современных РПДУ показывает, что этот недостаток не имеет существенного значения, если интервал между соседними частотами (шаг дискретной сетки частот) достаточ­но мал. Обычно его принимают равным 10 или 100 Гц Вместе с тем такое построение возбудителя упрощает процесс смены рабо­чей частоты, способствует внедрению автоматизации и телеуправления. Однако такой синтезатор частоты (СЧ) представляет собою сложное устройство, в котором используется до несколько десятков тысяч полупроводниковых приборов и микросхем.

Синтез частоты может быть прямым или косвенным. При прямом синтезе реализуется идея прямой интерполяции частоты с использованием колебаний эталонного КАГ. Здесь сетка частот формируется генератором гармоник (ГГ), умножающим частоту колебаний высокостабильного КАГ. С помощью узкополосного пе­рестраиваемого фильтра осуществляется выделение рабочего ко­лебания. Для упрощения конструкции полосового фильтра в структуру синтезатора вводится схема двойного преобразования частоты, аналогичная рассмотренной выше (см. рис. 6). В СЧ прямого синтеза (как и в возбудителе прямой интерполяции) возникают определенные технические трудности с ослаблением ко­лебаний комбинационных частот.

Более совершенными в этом отношении являются СЧ косвен­ного синтеза. Как ив возбудителе с косвенной интерполяцией здесь выходное колебание формируется с помощью САГ, частота которого с помощью системы ФАП сравнивается с эталонной. Причем колебания последней получают от датчика опорных час­тот (ДОЧ), представляющего собой устройство прямого синте­за, т. е. СЧ косвенного синтеза включает в себя и СЧ прямого синтеза. Синхронизирующее колебание в ДОЧ обычно формиру­ется в той последовательности, как это показано на рис. 10.14,а. В состав СЧ входит эталонный АГ (КАГ), генерирующий высокостабильные колебания одной частоты (например, 100 кГц),

Структурные схемы синтезаторов частот:

а — с датчиком опорных частот, б — с делителем
с переменным коэффициентом деления

2.Задание на СРС (Л.1 стр.220-223) 2.1 Почему возбудители, собранные по схеме с прямой интерполяцией не нашли применения? 2.2 Перечислите основные характеристики возбудителей? 2.3 Какие возбудители применяют в РПДУ КВ диапазона? 2.4 При каких условиях стабильность рабочей частоты РПДУ сравнима со стабильностью КАГ? 2.5 Принцип действия интерполяционных возбудителей 2.6 Как в синтезаторах частоты прямого синтеза ослабляются комбинационные частоты? 2.7 Дайте понятие прямому синтезу частоты 2.8 Дайте понятие косвенному синтезу частоты

3. Задание на СРСП 3.1 Реферат на тему: “Возбудитель ВО-71” 3.2 Составить схему синтезатора частот с использованием делителя с переменным коэффициентом деления 3.3 Пояснить, в чем отличия возбудителей с косвенной интерполяцией от возбудителей с прямой интерполяцией

Контрольные вопросы

4.1 Почему одиночные кварцы не применяют в КВ магистральных РПДУ? 4.2 Перечислить основные характеристики возбудителей 4.3 Какое условие необходимо выполнять в возбудителях, работающих по принципу прямой интерполяции? 4.4 Какое условие необходимо выполнять в возбудителях, работающих по принципу двойного гетеродинирования частоты?

Глоссарий

5.1 Возбудитель 5.2 Стабильность колебаний 5.3 Кварц-волна 5.4 Интерполяция

Pathogen Stability fluctuations   Quartz-wave Interpolation

Литература

Основная 6.1 О.Л. Муравьев стр. 220-225 6.2 В.И. Хиленко стр. 91-93

Дополнительная

Лекция 3

Дата добавления: 2015-10-23