Формирование рабочего сигнала радиопередатчикаю

Из анализа методов модуляции и манипуляции можно сделать вывод, что для получения радиосигнала, несущего информацию, необходимо иметь устройство формирования информационного сигнала, источник высокочастотных колебаний и устройство для изменения высокочастотного сигнала по закону информационного сигнала. На практике эти три устройства объединяют в единое функциональное устройство – возбудитель.

Самые простые одночастотные возбуди­тели применяют в передатчиках, работающих на фиксированной частоте, c амплитудной модуляцией (АМ) в одном из мощных каскадов. Такие воз­будители содержат задающий автогенератор, буферный каскад и при необ­ходимости каскады умножения частоты. Работу простейшего возбудителя можно рассмотреть на примере радиостанции Р-105.

Вв

В этой схеме напряжение с микрофонного усилителя подается на варикап, включенный в частотно-задающую цепь автогенератора. Поскольку емкость варикапа изменяется по закону изменения входного сигнала, изменение частоты автогенератора также подчиняется этому закону, другими словами – происходит частотная модуляция высокочастотных колебаний автогенератора.

Более сложная схема применена в радиостанции Р-159.

Возбудитель выполнен по схеме с фазовой автоподстройкой частоты сигналов первого гетеродина синтезатора и генератора кварцевого модулированного. Сигналы генератора и

первого гетеродина синтезатора поступают на входы смесителя. Сигнал промежуточной частоты подается на вход фазового детектора, на второй вход которого подается сигнал с генератора кварцевого модулированного. В момент включения радиостанции на передачу генератор пилообразного изменяет частоту сигнала генератора до такого значения, которое при смешивании с сигналом первого гетеродина синтезатора дает ПЧ, равную частоте сигнала ГКМ с точностью до фазы. При этом на выходе ФД образуется напряжение смещения которое управляет работой генератора пилообразного напряжения и частотой сигнала генератора передатчика. При достижении определенной величины напряжения смещения ГПН переходит в режим усилителя постоянного тока и на реактивном элементе генератора поддерживается постоянное управляющее напряжение, соответствующее рабочей частоте сигнала генератора. Частотная модуляция сигнала передатчика осуществляется изменением частоты ГКМ низкочастотным напряжением микрофонного усилителя.

В современных передатчиках при­меняют более совершенные возбудители с использованием синтезаторов частот, в которых из частоты единственного высокостабильного кварцево­го генератора формируется сетка частот с малым шагом дискретности и чистым спектром.

Рис.3.21. Структурная схема возбудителя радиостанции.

Синтезатор частот выполнен по методу косвенного синтеза с ис­пользованием элементов цифровой техники и фазовой автопод­стройкой частоты управляемых генераторов (УГ). Первичным источником высокостабильных колебаний является кварцевый опорный генератор (ОГ), работающий на фиксированной частоте f_ог. Частота опорного генератора путем деления и последую­щего умножения преобразуется в колебания следующих частот:

- частоту сравнения системы ФАП fo=const;

- частоту формирования радиосигналов f_бфс = const;

- частоту первого преобразования радиосигналов в возбудителе f₁ = const;

- частоту преобразования сигналов УГ в системе ФАП f₂= f_2min ÷f_2max;

Источником выходных частот синтезатора являются коммути­руемые по диапазону управляемые генераторы (УГ), подстраивае­мые системой фазовой автоподстройки по опорному колебанию с частотой f_о. Приведение частот управляемых автогенераторов к частоте сравнения f₀ осуществляется в два этапа: сначала частоты УГ понижаются путем преобразования в См 1, а затем делителем с переменным дробным коэффициентом деления приводятся к по­стоянной промежуточной частоте f_пч, которая сравнивается с опор­ной частотой f₀в фазовом детекторе (ФД). В установившемся ре­жиме f_пч=f₀ или, поскольку колебания с частотой fсч =fуг используются в последней ступени тракта преобразования радиосигналов для переноса фор­мируемых радиосигналов непосредственно на рабочую частоту.

Формирование всех видов радиосигналов (ОМ, AT и ЧТ) осу­ществляется в БФС на одной фиксированной частоте f_бфс.

Радиосигналы ОМ формируются в балансном модуляторе (БМ), на один вход которого поступают сигналы звуковой частоты от микрофона (или соединительной линии) через полосовой фильтр (ПФ), а на другой подается напряжение с частотой f_бфс от син­тезатора частот. Электромеханический фильтр (ЭМФ), включен­ный на выходе БМ, выделяет колебания нижней боковой полосы частот f_бфс - Fи подавляет колебания несущей (f_бфс) и верх­ней боковой полосы f_бфс + F.Формирование радиосигналов AT осуществляется с помощью электронного ключа, управляемого телеграфным ключом. Элек­тронный ключ пропускает колебания с частотой f_бфс только при нажатом телеграфном ключе.

Формирование радиосигналов ЧТ обеспечивается в кварцевом автогенераторе (КГ), управление частотой которого осуществля­ется телеграфным ключом. Частота КГ в N раз больше частоты f_бфс, поэтому формируемый в КГ ЧТ радиосигнал затем подается на делитель частоты с коэффициентом деления N. В результате деления ЧТ сигнал, как и все другие сигналы, имеет часто­ту f_бфс.

Радиосигналы, сформированные в БФС, усиливаются и пода­ются в тракт преобразования частоты радиосигналов. В этом тракте путем двукратного преобразования радиосигналы переносятся на рабочую частоту. Первое преобразование, осуще­ствляемое в См 1, повышает частоту радиосигналов на величину f_1.

Преобразованные сигналы выделяются кварцевым полосовым фильтром, включенным на выходе смесителя См 1, и подаются на вторую ступень преобразования (См 2).

Во второй ступени преобразования радиосигналы переносятся непосредственно на рабочую частоту, при этом происходит инверсия спектра — нижняя и верхняя боко­вые полосы меняются местами. Необходимое подавление побочных частот на выходе второго смесителя (См 2) обеспечивается комму­тируемыми полосовыми фильтрами. Для компенсации потерь, вно­симых полосовыми фильтрами, на выходе возбудителя включен широкополосный усилитель мощности, с выхода которого радио­сигналы поступают в тракт усиления мощности передатчика. На­стройка возбудителя на заданную частоту осуществляется декадными переключателями делителя дробным переменным коэффициентом деления (ДДПКД).

Очевидно, что описанное формирование и преобразования сигналов проще проводить с достаточно низкими по мощности исходными сигналами. Поэтому выходной сигнал возбудителя получается маломощным и для передачи на большие расстояния нуждается в дополнительном усилении в мощном усилителе высокой частоты – усилители мощности..