ЗАНЯТИЕ №1. Линия и канал радиосвязи.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

по военно-технической подготовке

(ВУС-121000,121200)

Тема №2: “Основы радиопередачи и радиоприема”

Автор: Саламахин И.И.

Уточнено: Рассмотрено на заседании ПМК

военной кафедры войск связи,

тактики и общевоенных дисциплин

"" 2011 г.

протокол №

г. Новочеркасск 2011 г.

ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НПИ)

ФАКУЛЬТЕТ ВОЕННОГО ОБУЧЕНИЯ

ВОЕННАЯ КАФЕДРА ВОЙСК СВЯЗИ, ТАКТИКИ И ОБЩЕВОЕННЫХ ДИСЦИПЛИН

«Утверждаю»

Начальник военной кафедры войск связи,

тактики и общевоенных дисциплин

полковник А.Рендак

« » 2011 г.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

по военно-технической подготовке

(ВУС-121000,121200)

Тема №2: “Основы радиопередачи и радиоприема”

Автор: Саламахин И.И.

Уточнено: Рассмотрено на заседании ПМК

военной кафедры войск связи,

тактики и общевоенных дисциплин

"" 2011 г.

протокол №

г. Новочеркасск 2011 г.

ПЛАН РАЗРАБОТКИ

ТЕМА №2 "Основы радиопередачи и радиоприёма".

УЧЕБНЫЕ, МЕТОДИЧЕСКИЕ, РАЗВИВАЮЩИЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

1. Изучить состав и назначение радиолинии, а также основные свойства канала радиосвязи.

2. Изучить сущность модуляции и основные характеристики видов модулированных сигналов.

3. Изучить назначение, общее устройство по структурным и функциональным схемам и основные характеристики элементов радиопередающего и радиоприёмного устройств.

4. Изучить принципы формирования различных видов модулированных сигналов в передатчике и их демодуляции в приёмнике.

5. Прививать обучаемым навыки в самостоятельном изучении материала, чётком и ясном изложении материала технически грамотным языком.

6. Воспитывать у обучаемых стремление к изучению теоретических основ построения военной техники радиосвязи.

РАСЧЕТ ТЕМЫ ПО ЗАНЯТИЯМ

3АНЯТИЕ №1: Линии и канал радиосвязи.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.

ЗАНЯТИЕ №2: Управление колебаниями в радиопередатчике.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.

3АНЯТИЕ №3: Управление колебаниями в радиопередатчике.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.

ЗАНЯТИЕ №4: Возбудители радиопередатчиков.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.

ЗАНЯТИЕ №5: Формирование телефонных и телеграфных сигналов.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.

ЗАНЯТИЕ №6: Формирование телефонных и телеграфных сигналов.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Семинар.

ЗАНЯТИЕ №7: Усилитель мощности.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Практическое с полувзводом.

ЗАНЯТИЕ №8: Структурная схема радиоприемника.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.

ЗАНЯТИЕ №9: Частные тракты радиоприемника.

ВРЕМЯ: 2 часа

ВИД ЗАНЯТИЯ; Практическое с взводом.

ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ:

Изучение данной темы базируется на знаниях, полученных студентами при изучении курса физики и теоретических основ электротехники на 1-3 курсах университета.

Основное внимание следует уделить изучению структурных схем радиопередающих и радиоприёмных устройств.

Твёрдые знания основ радиопередачи и радиоприёма позволят студентам в последующем глубоко изучить устройство военных радиостанций ТЗУ и научиться правильно их эксплуатировать, а также получить навыки по самостоятельному изучению новых образцов техники связи.

На лекциях необходимо широко использовать схемы, графики, фолии, раздаточный материал, а также отдельные элементы и узлы радиостанций.

На занятиях преподаватель должен тесно увязывать обучение и воспитание студентов, развивать у них чувство патриотизма, разъяснять роль отечественных учёных в создании и развитии радио, разработке теории и практики радиопередачи и радиоприёма.

Дня контроля подготовки студентов, более глубокого усвоения изучаемого материала на занятиях №6 и №9 рекомендуется проводить контрольный опрос в течение 10-15 минут по вопросам предыдущих занятий
ЛЕКЦИЯ № 1

Линия, канал и свойства канала радиосвязи.

При проведении данного занятия использовать стиль проведения «рассказ, беседа», «показ». Использовать мультимедийное оборудование аудитории 310 и 311, использовать раздаточный материал. Обратить внимание на качественное оформление конспектов.

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Классификация радиостанций

1. По звену управления, где применяется радиостанция:

-тактическое;

-оперативно тактическое.

2. По диапазону:

-КВ

-УКВ

3. По мощности:

-малой мощности;

-средней мощности;

-большой мощности.

4. По режиму работы:

-симплексная;

-дуплексная;

5. По типу антенн:

-земной волны;

-пространственной волны.

6. По способу питания:

-от АКБ;

-от бортовой сети;

-от промышленной сети.

источники питания:

а) ~220В однофазное;

б) ~380В трехфазное.

7. По способу доставки:

-возимые;

-носимые.

Старший преподаватель кафедры войск связи Т и ОД

п/п-к___________И.Саламахин

ЛЕКЦИЯ № 2

ЛЕКЦИЯ № 3

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ЛЕКЦИЯ № 4

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Характеристика возбудителя и требования к ним.

Известно, что передатчик включает в себя возбудитель, усилитель мощности и согласующее антенное устройство. Основной и, как правило, наиболее сложной частью является возбудитель.

В общем случае возбудитель предназначен для выполнения следующих функций:

- для преобразования первичного электрического сигнала в высокочастотный сигнал (радиосигнал) одной или нескольких частот;

- для синтеза рабочей сетки частот, в заданном диапазоне; для переноса первичного радиосигнала на рабочую частоту.

В зависимости от типа радиостанции возбудитель может быть выполнен в виде отдельного сложного устройства (радиостанции последнего поколения) или представлять собой простой автогенератор с плавным изменением частоты.

Качественные показатели возбудителей определяются их техническими характеристиками:

1) Виды радиосигналов.

Все возбудители, как правило, рассчитаны для работы дискретными и непрерывными сигналами. Первичный электрический сигнал может быть преобразован в ряд радиосигналов, отличающихся по используемому виду модуляции и обладающих различными достоинствами и недостатками в различных условиях ведения радиосвязи. Основные условия для унифицированного возбудителя - возможность работы всеми видами радиосигналов, на которые рассчитаны обслуживаемые радиостанции, а также радиостанции предшествующих поколений, находящихся еще в эксплуатации в силу не выработанного ими ресурса.

Вместе с тем необходимость технического упрощения возбудителя и снижения вероятных эксплуатационных ошибок обслуживающего персонала при выборе видов сигналов требует сокращения их числа до обоснованного минимума.

2) Диапазон частот определяется назначением возбудителя и ограничивается минимальной fmin и максимальной fmax частотами, формируемыми возбудителем. Для характеристики ширины диапазона частот введен коэффициент перекрытия по частоте Kf:

Kf = fmax / fmin ;

и количество рабочих частот N

N = (fmax-fmin) /Df+1

где Df - шаг сетки частот, т.е. интервал между двумя соседними рабочими частотами.

Для примера можно привести характеристики диапазона частот радиостанций Р-159, Р-173, возбудителя ВО-64.

3) Точность и стабильность рабочих частот.

Высокая точность и стабильность рабочих частот необходимы для
обеспечения беспоискового вхождения в радиосвязь и ведения связи без
подстройки, а также для неискаженной передачи сигналов, особенно, при
использовании однополосной модуляции. В зависимости от диапазона частот и
применяемого вида модуляции относительная нестабильность формируемых
частот в современных возбудителях может быть в пределах d = 10^–4 + 10^–7,

где d – относительная нестабильность частоты:

d= Dfнест / f0, Dfнест = / fфакт – f0 / , Гц,

где Dfнест - абсолютная нестабильность частоты, Гц;

f0 - номинальное значение формируемой частоты, Гц;

fфакт - фактическое значение формируемой частоты, Гц.

Например, относительная нестабильность частоты р/ст Р-159 равна d = 10^–4, что на частоте f0 = 30 мГц приведёт к абсолютной нестабильности fнест = 3 кГц. Возбудитель же радиостанции Р-140 формирует частоты при относительной нестабильности d = 1.2*10^–7, что на той же частоте f0 = 30 мГц приведёт к абсолютной нестабильности Dfнест = 3,6 Гц.

4) Степень ослабления не основных колебаний (частот). Не основными колебаниями называют те, которые находятся за пределами полосы, отведённой данному сигналу. Требования на ослабление не основных колебаний (по отношению к основному) зависят от назначения возбудителя и лежат в пределах от 80 Дб до 140 Дб.

5) Скорость перестройки - возбудителя с одной рабочей частоты на
другую. В зависимости от типа и назначения современных возбудителей время их
перестройки лежит в пределах от 10-ков секунд до 10-ков миллисекунд.

Таким образом, мы рассмотрели основные технические характеристики и требования, предъявляемые к ним. Разумеется, в зависимости от типа, назначения, условий работы возбудители могут характеризоваться и по другим параметрам, к ним могут быть предъявлены другие требования (например, по виброустойчивости, по диапазону рабочих температур окружающей среды, влажности и т.д.). выполнение всех вышеперечисленных требований позволяет обеспечить выполнение функциональных задач, стоящих перед возбудителями и передатчиками радиостанций.

ЛЕКЦИЯ № 5

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Формирование сигналов с однополосной модуляцией.

Непрерывные радиосигналы с ОМ нашли широкое применение на загруженных участках диапазона частот, особенно KB - диапазона, т.к. они имеют сравнительно узкую ширину спектра частот, обладают высокой помехоустойчивостью и эффективностью.

В настоящее время существует несколько способов формирования однополосного сигнала:

- фильтровой;

- фазокомплектационный;

- комбинированный фазофильтровой;

- синтетический и др.

Наиболее широкое распространение получил фильтровой способ. Суть этого способа заключается в выделении с помощью фильтра одной из боковых полос амплитудно-модулированного сигнала, сформированного на относительно низкой постоянной частоте, с последующим линейным переносом выделенного сигнала в область высоких рабочих частот.

функциональная схема фильтрового способа формирования однополосного сигнала представлена на рис.6.1.

РИС.6.1.

Принцип работы схемы заключается в следующем:

На один из входов балансного смесителя в качестве модулирующего сигнала подаются колебания первичного электрического сигнала. Обычно это колебания звуковой частоты Df =0.3 до 3.4 кГц.

На второй вход смесителя поступают колебания первой поднесущей частоты f₁, обычно равной несколько десяткам кГц.

f₁ = п * 10 кГц

После преобразования этих двух колебаний на выходе смесителя, работа которого будет рассмотрена ниже, имеются колебания суммарных, разностных и комбинированных частот. С помощью полосового фильтра из всех колебаний выделяются только колебания суммарных, разностных и комбинированных частот. С помощью полосового фильтра из всех колебаний выделяются только колебания суммарных (или разностных) частот, т.е. колебания ВБП (или НБП), сформированной на частоте f₁ (рис.6.2)

РИС.6.2. Формирование ВБП на частоте f₁. РИС.6.3. Формирование ВБП на частоте f₁+f₂.

Выделенные колебания поступают на вход второго балансного смесителя, где преобразуются совместно с колебаниями второй поднесущей частоты f₂, обычно равной нескольким сотням кГц. С помощью ПФ - 2 из всей суммы колебаний, имеющихся на выходе БС - 2, выделяются только колебания суммарных частот, т.е. колебания ВБП (НБП) сформированной на частоте fi+f₂ (Рис.6.3.)

Выделение ПФ - 2 колебания поступают на вход БС - 3, куда также подаются колебания с выхода синтезатора частот f_c, частота которых изменяется от f_{c min} до f_{c max} в зависимости от рабочей частоты возбудителя.

f_c = f_{c min} ¸ f_{c max}

Полосовым фильтром ПФ-3 выделяются колебания суммарных частот, которые будут являться колебаниями ВБП (НБП), сформированными на рабочей частоте возбудителя f₁. (Рис.6.4.).

РИС.6.4. Колебания суммарных частот на выходе ПФ-3.

Т.о., путем нескольких последовательных преобразований с фильтрацией осуществляется формирование однополосного сигнала на рабочей частоте. При этом при первом преобразовании осуществляется формирование первичного радиосигнала с ОМ, последующие же преобразования необходимы для переноса первичного радиосигнала в диапазон рабочих частот.

По функциональной схеме радиостанции Р-130м показать пример формирования ОМ сигнала по ВБП.

1. Формирование сигналов с частотной модуляцией. Формирование сигналов с амплитудной и частотной манипуляцией.

Непрерывные сигналы с частотной модуляцией широко используются в УКВ диапазоне, т.е. в диапазоне с большой частотной емкостью. При этом виде модуляции по закону модулирующего напряжения осуществляется изменение частоты колебаний при неизменной амплитуде.

Существуют прямые и косвенные способы осуществления ЧМ. Преимущественное применение нашли прямые способы, т.е. способы воздействующие на частоту автогенератора по закону модулирующего сигнала.

Частотная модуляция осуществляется в автогенераторах, а частота автогенератора определяется параметрами задающего колебательного контура, поэтому управляемый элемент, с помощью которого осуществляется ЧМ, должен входить в колебательный контур автогенератора.

В настоящее время в качестве такого управляемого элемента чаще всего применяются варикапы, т.е. полупроводниковые диоды, используемые в качестве электрических конденсаторов, ёмкость которых может в небольших пределах изменяться в зависимости от приложенного к ним напряжения. Типовая статическая вольт - фарадная характеристика варикапа представлена на рис.6.7.

РИС. 6.7 Вольт-фарадная характеристика варикапа.

Если такой варикап, предварительно запертый приложенным к нему отрицательным напряжением, подключить к колебательному контуру автогенератора и подавать на него напряжение первичного электрического сигнала, то ёмкость варикапа будет изменяться по закону первичного электрического сигнала, следовательно, будет изменяться общая ёмкость колебательного контура, а значит и частота колебаний, создаваемых автогенератором. Т.о., в таком автогенераторе вместе с созданием высокочастотных колебаний одновременно осуществляется частотная модуляция.

РИС. 6.8. Способы включения варикапа в колебательный контур автогенератора

Формирование ЧТ сигнала.

Дискретные сигналы Ч'Г и ДЧТ нашли широкое применение для передачи телеграфных сообщений. Для формирования таких сигналов используются различные способы.

Частотная манипуляция может осуществляться с разрывом фазы колебаний и без разрыва фазы. Если при переходе с одной частоты на другую происходит разрыв фазы, то такой сигнал будет представлять собой сумму AT сигналов, а, следовательно, и спектр такого ЧТ сигнала следует рассматривать как сумму спектров AT сигналов. Такой способ формирования ЧТ сигналов в военной технике радиосвязи применяется редко.

При частотной манипуляции без разрыва фазы её нужно рассматривать как частотную модуляцию сигналами прямоугольной формы.

Структура и ширина спектра при этом определяется индексом частотной модуляции, т.е. величиной:

Где Df_сдв - частотный сдвиг; F - частота манипуляции при передаче точек.

Такая ширина спектра является более узкой, чем при манипуляции с разрывом фазы, поэтому такой способ манипуляции нашел широкое применение в военной технике радиосвязи.

Простейшим способом осуществления такой частотной манипуляции является воздействие на частоту колебательного контура автогенератора (рис. 7.2.).

РИС.7.2. Схема генератора ЧТ и ДЧТ сигналов.

В данной схеме с помощью манипуляторов и ключей в соответствии с комбинациями токовых и бестоковых (положительных и отрицательных) посылок по первому и второму каналам к колебательному контуру автогенератора подключаются конденсаторы С_А, С_Б, С_В, чем и обеспечиваются необходимые сдвиги частоты относительно частоты f_Г, определяемой параметрами колебательного контура.

Достоинством этого способа является то, что колебания автогенератора представляют собой неразрывный процесс, а значит, разрыв фазы отсутствует. Недостатком способа является невозможность получения высокостабильных частот сигнала, т.к. путь воздействия на частоту в интересах манипуляции оказывается вместе с тем и путем дестабилизации частоты.

Для повышения стабильности частоты в таких автогенераторах применяются следующие меры:

- понижение номинальной частоты генератора в целях снижения её абсолютной стабильности;

- термостатирование и герметизация автогенератора;

- применение кварцевого генератора в сочетании с термостатированием и герметизацией;

- применение метода синтеза частот манипуляции на основе частоты прецизионного кварцевого генератора.

На рис.7.3. приведена схема кварцевого генератора ЧТ и ДЧТ сигналов.

Рис.7.3.Схема кварцевого генератора ЧТ и ДЧТ сигналов.

Кварцевый резонатор всегда очень слабо связан с активным элементом генератора (транзистором), т.к. емкость кварцедержателя Со значительно превосходит ёмкость последовательной ветви С_к. Поэтому воздействовать на частоту генератора путем подключения реактивных элементов к кварцевому резонатору довольно трудно. Это воздействие более осуществимо при увеличении частоты генератора, т.к. с ростом частоты увеличивается возможная абсолютная величина частотного сдвига.

В современных радиостанциях применяются и другие, более сложные способы формирования ЧТ и ДЧТ сигналов позволяющие получить высокую стабильность частоты.

Старший преподаватель кафедры войск связи Т и ОД

п/п-к___________И.Саламахин

СЕМИНАР № 1

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Формирование сигналов с однополосной модуляцией.

Непрерывные радиосигналы с ОМ нашли широкое применение на загруженных участках диапазона частот, особенно KB - диапазона, т.к. они имеют сравнительно узкую ширину спектра частот, обладают высокой помехоустойчивостью и эффективностью.

В настоящее время существует несколько способов формирования однополосного сигнала:

- фильтровой;

- фазокомплектационный;

- комбинированный фазофильтровой;

- синтетический и др.

Наиболее широкое распространение получил фильтровой способ. Суть этого способа заключается в выделении с помощью фильтра одной из боковых полос амплитудно-модулированного сигнала, сформированного на относительно низкой постоянной частоте, с последующим линейным переносом выделенного сигнала в область высоких рабочих частот.

функциональная схема фильтрового способа формирования однополосного сигнала представлена на рис.6.1.

РИС.6.1.

Принцип работы схемы заключается в следующем:

На один из входов балансного смесителя в качестве модулирующего сигнала подаются колебания первичного электрического сигнала. Обычно это колебания звуковой частоты Df =0.3 до 3.4 кГц.

На второй вход смесителя поступают колебания первой поднесущей частоты f₁, обычно равной несколько десяткам кГц.

f₁ = п * 10 кГц

После преобразования этих двух колебаний на выходе смесителя, работа которого будет рассмотрена ниже, имеются колебания суммарных, разностных и комбинированных частот. С помощью полосового фильтра из всех колебаний выделяются только колебания суммарных, разностных и комбинированных частот. С помощью полосового фильтра из всех колебаний выделяются только колебания суммарных (или разностных) частот, т.е. колебания ВБП (или НБП), сформированной на частоте f₁ (рис.6.2)

РИС.6.2. Формирование ВБП на частоте f₁. РИС.6.3. Формирование ВБП на частоте f₁+f₂.

Выделенные колебания поступают на вход второго балансного смесителя, где преобразуются совместно с колебаниями второй поднесущей частоты f₂, обычно равной нескольким сотням кГц. С помощью ПФ - 2 из всей суммы колебаний, имеющихся на выходе БС - 2, выделяются только колебания суммарных частот, т.е. колебания ВБП (НБП) сформированной на частоте fi+f₂ (Рис.6.3.)

Выделение ПФ - 2 колебания поступают на вход БС - 3, куда также подаются колебания с выхода синтезатора частот f_c, частота которых изменяется от f_{c min} до f_{c max} в зависимости от рабочей частоты возбудителя.

f_c = f_{c min} ¸ f_{c max}

Полосовым фильтром ПФ-3 выделяются колебания суммарных частот, которые будут являться колебаниями ВБП (НБП), сформированными на рабочей частоте возбудителя f₁. (Рис.6.4.).

РИС.6.4. Колебания суммарных частот на выходе ПФ-3.

Т.о., путем нескольких последовательных преобразований с фильтрацией осуществляется формирование однополосного сигнала на рабочей частоте. При этом при первом преобразовании осуществляется формирование первичного радиосигнала с ОМ, последующие же преобразования необходимы для переноса первичного радиосигнала в диапазон рабочих частот.

По функциональной схеме радиостанции Р-130м показать пример формирования ОМ сигнала по ВБП.

1. Формирование сигналов с частотной модуляцией. Формирование сигналов с амплитудной и частотной манипуляцией.

Непрерывные сигналы с частотной модуляцией широко используются в УКВ диапазоне, т.е. в диапазоне с большой частотной емкостью. При этом виде модуляции по закону модулирующего напряжения осуществляется изменение частоты колебаний при неизменной амплитуде.

Существуют прямые и косвенные способы осуществления ЧМ. Преимущественное применение нашли прямые способы, т.е. способы воздействующие на частоту автогенератора по закону модулирующего сигнала.

Частотная модуляция осуществляется в автогенераторах, а частота автогенератора определяется параметрами задающего колебательного контура, поэтому управляемый элемент, с помощью которого осуществляется ЧМ, должен входить в колебательный контур автогенератора.

В настоящее время в качестве такого управляемого элемента чаще всего применяются варикапы, т.е. полупроводниковые диоды, используемые в качестве электрических конденсаторов, ёмкость которых может в небольших пределах изменяться в зависимости от приложенного к ним напряжения. Типовая статическая вольт - фарадная характеристика варикапа представлена на рис.6.7.

РИС. 6.7 Вольт-фарадная характеристика варикапа.

Если такой варикап, предварительно запертый приложенным к нему отрицательным напряжением, подключить к колебательному контуру автогенератора и подавать на него напряжение первичного электрического сигнала, то ёмкость варикапа будет изменяться по закону первичного электрического сигнала, следовательно, будет изменяться общая ёмкость колебательного контура, а значит и частота колебаний, создаваемых автогенератором. Т.о., в таком автогенераторе вместе с созданием высокочастотных колебаний одновременно осуществляется частотная модуляция.

РИС. 6.8. Способы включения варикапа в колебательный контур автогенератора

Формирование ЧТ сигнала.

Дискретные сигналы Ч'Г и ДЧТ нашли широкое применение для передачи телеграфных сообщений. Для формирования таких сигналов используются различные способы.

Частотная манипуляция может осуществляться с разрывом фазы колебаний и без разрыва фазы. Если при переходе с одной частоты на другую происходит разрыв фазы, то такой сигнал будет представлять собой сумму AT сигналов, а, следовательно, и спектр такого ЧТ сигнала следует рассматривать как сумму спектров AT сигналов. Такой способ формирования ЧТ сигналов в военной технике радиосвязи применяется редко.

При частотной манипуляции без разрыва фазы её нужно рассматривать как частотную модуляцию сигналами прямоугольной формы.

Структура и ширина спектра при этом определяется индексом частотной модуляции, т.е. величиной:

Где Df_сдв - частотный сдвиг; F - частота манипуляции при передаче точек.

Такая ширина спектра является более узкой, чем при манипуляции с разрывом фазы, поэтому такой способ манипуляции нашел широкое применение в военной технике радиосвязи.

Простейшим способом осуществления такой частотной манипуляции является воздействие на частоту колебательного контура автогенератора (рис. 7.2.).

РИС.7.2. Схема генератора ЧТ и ДЧТ сигналов.

В данной схеме с помощью манипуляторов и ключей в соответствии с комбинациями токовых и бестоковых (положительных и отрицательных) посылок по первому и второму каналам к колебательному контуру автогенератора подключаются конденсаторы С_А, С_Б, С_В, чем и обеспечиваются необходимые сдвиги частоты относительно частоты f_Г, определяемой параметрами колебательного контура.

Достоинством этого способа является то, что колебания автогенератора представляют собой неразрывный процесс, а значит, разрыв фазы отсутствует. Недостатком способа является невозможность получения высокостабильных частот сигнала, т.к. путь воздействия на частоту в интересах манипуляции оказывается вместе с тем и путем дестабилизации частоты.

Для повышения стабильности частоты в таких автогенераторах применяются следующие меры:

- понижение номинальной частоты генератора в целях снижения её абсолютной стабильности;

- термостатирование и герметизация автогенератора;

- применение кварцевого генератора в сочетании с термостатированием и герметизацией;

- применение метода синтеза частот манипуляции на основе частоты прецизионного кварцевого генератора.

На рис.7.3. приведена схема кварцевого генератора ЧТ и ДЧТ сигналов.

Рис.7.3.Схема кварцевого генератора ЧТ и ДЧТ сигналов.

Кварцевый резонатор всегда очень слабо связан с активным элементом генератора (транзистором), т.к. емкость кварцедержателя Со значительно превосходит ёмкость последовательной ветви С_к. Поэтому воздействовать на частоту генератора путем подключения реактивных элементов к кварцевому резонатору довольно трудно. Это воздействие более осуществимо при увеличении частоты генератора, т.к. с ростом частоты увеличивается возможная абсолютная величина частотного сдвига.

В современных радиостанциях применяются и другие, более сложные способы формирования ЧТ и ДЧТ сигналов позволяющие получить высокую стабильность частоты.

Старший преподаватель кафедры войск связи Т и ОД

п/п-к___________И.Саламахин

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Принять рапорт дежурного по взводу. Проверить наличие студентов, готовность к занятию. Объявить тему и цель занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Усилитель мощности и требования, предъявляемые к ним. Режим работы усилительных элементов.

Усилитель мощности является составной частью радиопередатчика. Он предназначен для усиления сигнала сформированного в возбудителе.

Мощность радиосигналов, сформированных в возбудителе, обычно измеряется единицами или десятками милливатт. Современные возбудители обычно обеспечивают амплитуду выходного напряжения U_{m возбудит} = 0.8+1.2В на нагрузке R_H = 75 Ом, что соответствует мощности:

Чтобы обеспечить необходимую мощность радиосигналов в антенне, измеряемую десятками и сотнями ватт, необходимо усилить колебания, сформированные в возбудителе. Эту задачу решает усилительный тракт радиопередатчика. Он состоит из нескольких соединенных последовательно каскадов усиления, любой из которых является усилителем мощности. Назначения и требования, предъявляемые к отдельным каскадам, могут быть различными в зависимости от их места в усилительном тракте. Последний каскад усилительного тракта, обеспечивающий необходимую мощность в антенне и определяющий энергетические показатели передатчика в целом, называется выходным или оконечным каскадом.

Каскады усиления мощности, включенные между возбудителем и выходным каскадом, принято называть промежуточным. Количество промежуточных каскадов зависит от мощности передатчика (Р_А), коэффициентов усиления по мощности К_Р; отдельных усилителей и мощности возбудителя; чем больше мощность передатчика, тем больше требуется каскадов усиления при прочих равных условиях.

Независимо от назначения и места включения усилительных каскадов к ним предъявляются следующие общие требования:

- обеспечение заданной мощности в нагрузке;

- линейность (не искаженность) усиления радиосигналов, сформированных в возбудителе;

- возможно более высокий КПД;

- подавление (фильтрация) побочных колебаний, возникающих в процессе усиления радиосигналов;

- простота и минимальное время настройки и перестройки каскадов с одной частоты на другую во всем диапазоне частоте передатчика.

В соответствии с перечисленными требованиями основными характеристиками усилителя мощности являются:

- мощность в нагрузке Рн;

- неравномерность мощности по диапазону DРн;

- коэффициент полезного действия h;

- коэффициент усиления по мощности К_Р;

- рабочий диапазон частот, который задаётся минимальной f_min и максимальной f_max частотами и коэффициентом перекрытия диапазона:

K_f = f_max/f_min.

- время перестройки с одной частоты на другую t_n;

- линейность усиления, которая характеризуется линейностью амплитудной характеристики каскада или допустимым уровнем побочных (внутриполостных и внеполосных) колебаний, возникающих на выходе усилителя;

- фильтрация неосновных колебаний, которая может характеризоваться требуемой степенью подавления этих колебаний избирательными цепями на выходе усилителя.

В общем случае схема каскада усилителя мощности состоит из следующих элементов (рис 8.1).

РИС.8.1. Блок схема каскада усилителя мощности.

- входная цепь;

- усилительный элемент;

- выходная цепь - нагрузка.

Входная цепь, включаемая на входе усилительного элемента, обеспечивает согласование входа усилительного элемента с источником усиливаемых радиосигналов. В этом смысле входная цепь является нагрузкой для источника усиливаемых радиосигналов. Входная цепь обеспечивает наилучшие условия передачи энергии усиливаемых колебаний на вход усилительного элемента.

Усилительный элемент предназначен для преобразования энергии постоянного тока, подводимой от источника питания, в энергию высокочастотных колебаний, частота и форма которых определяются входным радиосигналом. В качестве усилительного элемента используются электронные лампы (триоды, тетроды, пентоды) или транзисторы, причем иногда в усилителях для получения большей мощности применяют параллельное или последовательное (двухтактное) включение однотипных усилительных элементов.

При работе на высоких частотах, а также при необходимости получения большой мощности колебаний чаще используются электронные лампы.

Для получения небольшой мощности передатчика (десятки ватт) в современных радиостанциях используются транзисторы, которые позволяют улучшить эксплуатационные показатели: повысить надежность, уменьшить габариты и вес, обеспечитъ практически мгновенную готовность передатчика к работе, повысить безопасность обслуживающего персонала. Недостатки транзисторов: сложная зависимость параметров транзисторов от частоты и режима работы, низкие входные и нагрузочные сопротивления транзисторов; ограниченные уровни выходной мощности, обеспечиваемые одиночными транзисторами; критичность гранзисторов к перегрузкам по току и напряжению; зависимость параметров транзисторов от температуры; большой разброс параметров транзисторов.

Выходная цеп