Описание основных блоков передатчика в развернутом виде

С помощью элементов ТТЛ (буферных, И, ИЛИ) можно проектировать автогенераторы, у которых выходная частота колебаний превышает 30 Мгц. Чтобы автогенератор быстро возбуждался и работал устойчиво во всём диапазоне внешних воздействий, лежащая в его основе усилительная линейка должна быть неинвертирующей с большим коэффициентом усиления, который по возможности следует стабилизировать.

В качестве задающего генератора примем простейший автогенератор, который получается из двух инверторов. На рис. 3.1. представлена схема автогенератора, в которой положительная обратная связь через конденсатор охватывает два элемента DD1.1 и DD1.2, причём DD1.1 выведен в линейный, усилительный режим с помощью резистора отрицательной обратной связи R1=220 Ом. Элемент DD1.3 применяется здесь как буферный, чтобы уменьшить влияние нагрузки на частоту автогенератора. Частота автогенерации f=1/3*(R1C1)=2.13 МГц при С1=700 пФ.

Рис.3.1. Схема простейшего мультивибратора

Для преобразования сигнала с автогенератора используем микросхему К561ИЕ8- десятичный счетчик –делитель (рис.3.2).Он имеет 10 дешифрованных выходов Q0…Q9. Схема счетчика содержит пятикаскадный высокоскоростной счетчик Джонсона и дешифратор, преобразующий двоичный код в сигнал на одном из 10-ти выходов.

Если на входе разрешения счета ЕС присутствует низкий уровень, счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе С. При высоком уровне на входе сброса R счетчик очищается до нулевого отсчета. На каждом выходе дешифратора высокий уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номером. Счетчик имеет выход переноса Свых. Положительный фронт выходного сигнала переноса появляется через 10 тактовых периодов и используется поэтому, как тактовый сигнал для счетчика следующей декады.

Рис.3.2. Схема десятичного счетчика К561ИЕ8

В качестве усилителя радиочастоты можно использовать дифференциальный усилитель высокой частоты К175УВ2 (рис 3.3). Напряжение питания Uип=6 В. Перемыкая выводы 8…11 и 7…12 можно увеличивать значение коэффициента усиления Кu от нескольких единиц до нескольких сотен. При увеличении Кu пропорционально сужается полоса усиления.

Рис.3.3. Схема включения К175УВ2

В качестве преобразователя кода используем селектор-мультиплексор К155КП5 (рис.3.4). Он позволяет коммутировать данные от 1-го входа на 8 выходов, адресных входов три: S0-S2. На адресные входы поступают сигналы от счетчика К155ИЕ5.Их активный уровень- высокий.

Рис.3.4. Мультиплексор К155КП5 Рис.3.5. Счетчик К155ИЕ4

Микросхема К155ИЕ4(рис.3.5) является четырехразрядным, асинхронным счетчиком пульсаций. Счетчик ИЕ5 имеет две части: делитель на 2 (выход Q0; тактовый вход ) и делитель на восемь (выходы Q1-Q3; тактовый вход ).

В качестве ЦАП кодера можно использовать К1118ПА1, предназначенный для работы с ЭСЛ (рис.3.6). Необходимо помнить,что схемы ТТЛ, ЭСП, КМОП соединяются между собой через преобразователи уровней.

Рис.3.6. Микросхема К1118ПА1 Рис.3.7. Транслятор (преобразователь)
1-8- цифровые входы; 9- минус Uип; 10- инверти- уровней от ТТЛ к ЭСЛ К500ПУ124

рующий вход ОУ; 11- частотная коррекция ОУ;

12- неинвертирующий вход ОУ; 13- неиспользуе-

мый;14- выход (I+); 15- выход дополняющий (I-);

16-общий;

Микросхема К500ПУ124-это четырехканальный преобразователь цифровых сигналов ТТЛ (напряжение низкого уровня Uвых=0,3 В, высокого Uвых=3,5 В) в логические уровни ЭСЛ (рис.3.7). На микросхему ПУ124 следует подать два питающих напряжения:UипК=5 В (ТТЛ) и –UипЭ=-5,2 В (ЭСЛ). Вход EI (выход 6) разрешающий. Если на вход EI подать напряжение низкого уровня от ТТЛ, то на всех прямых выходах ЭСЛ (выводы 2,1,15,14) появится напряжение низкого уровня ЭСЛ, а на инверсных выходах (выводы 4,3,12,13) – высокое.

В схеме использован электретный микрофон типа МКЭ-333 (рис 3.8). Сигнал с микрофона M1 поступает на вход микросхемы DA1 типа К237УН1, предназначенная для обнаружения слабых акустических сигналов, которая представляет собой усилитель низкой частоты. Усилитель включен по типовой схеме. Транзисторы VT1 типа КТ315 и VT2 типа КТ361 выполняют роль эмиттерных повторителей и служат для усиления сигнала по току. В качестве нагрузки используется телефон типа ТМ-2А.

Рис. 3.8. Микрофон на специализированной микросхеме

Настройка усилителя звуковой частоты заключается в получении максимальной мощности сигнала на выходе микросхемы DA1 путем изменения сопротивления резистора R3. Сопротивление резистора R3 подбирают таким, чтобы при номинальном напряжении питания 9 В и отсутствии сигнала звуковой частоты на входе микросхемы DA1 потенциал на выводе 1 микросхемы DA1 находился в пределах 3,75-3,85 В.
В случае неустойчивой работы усилителя, его самовозбуждения, необходимо между выходом микрофона М1 и конденсатором С2 включить резистор сопротивлением 2-68 кОм.
Устройство работоспособно в диапазоне питающих напряжений 3-9 В, потребляемый при этом ток составляет 2-6 мА.
Вместо микрофона возможно подключение многовитковой катушки индуктивности. Она подключается между точками А и В схемы. Микрофон M1 и резистор R1 при этом отключаются. В последнем случае возможна регистрация переменных магнитных полей.

Ключи выполнены на микросхемах К176КТ1 (рис.3.9). Это четырехканальные коммутаторы цифровых и аналоговых сигналов. Каждый ключ имеет вход и выход сигнала, а также вход разрешения прохождения сигнала EI.

Рис.3.9. Четырехканальный коммутатор цифровых и аналоговых сигналов К176КТ1

Также используется схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (рис.3.10).Она состоит из регистра числа, собранного на RS-триггерах Т₁-T_n, регистра сдвига RG, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП),компаратора К и схем совпадений И₀-И_n. Каждый вход регистра сдвига RG соединён с входом R своего триггера Т₁-T_n через свои схемы совпадения И₁-И_n и входами S триггеров Т₁-T_n непосредственно. Вход S триггера T_n соединён тоже с входами R остальных триггеров и с входом D_n регистра RG, на который подаются тактовые импульсы (ТИ).

Выходы триггеров, являющиеся выходами АЦП, соединены соответственно со входами ЦАП, вход которого подключен к одному входу компаратора К. на второй вход компаратора подаётся входной сигнал. Выход компаратора К соединён со вторыми входами схем совпадения И₁-И_n через схему И₀, второй вход которой подключен ко входу С регистра RG- входу сдвигающих импульсов (СИ). Принципиальная схема компаратора (К554САЗ) приведена на рис. 3.11.

Рис 3.10. Принципиальная схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП)

Рис. 3.11. Принципиальная схема компаратора К554СА3

Принципиальная схема фазового модулятора представлена на рис. 3.12.

Он представляет собой перемножитель колебания несущей частоты и дискретного сигнала. При ФМ_н манипулирующий сигнал разнополярный. Фазовый манипулятор может быть и коммутационного типа. Сигнал ФМ_н с манипуляцией на 180 можно представить суммой двух АМ_н- колебаний на одной несущей, полученных в результате манипуляции положительными и отрицательными импульсами дискретного сигнала. Поэтому ширина полосы частот АМ_н- и ФМ_н- сигналов одинакова и уже полосы частот ЧМ_н- сигнала при одинаковой скорости передачи информации. ФМ обеспечивает наибольшую помехоустойчивость связи.

Рис. 3.12. Принципиальная схема фазового манипулятора

Принципиальная схема компандера показана на рис. 3.13. Если сигнал снимать с диодов, то это будет компрессор.

Рис. 3.13. Принципиальная схема компрессора

Расширитель импульсов выполнен на триггере Шмидта (рис. 3.14).

После подачи выходного импульса на выходе сохраняется напряжение высокого уровня пока конденсатор С не разрядится до напряжения срабатывания триггера (примерно 1В). Длительность выходного импульса определяется в основном ёмкостью конденсатора С и входным сопротивлением триггера в состоянии 0.