Файл: Силяков В.А., Красюк В.Н. - Системы авиационной радиосвязи - 2004.pdf

91

3.15.1. Особенности построения передатчиков радиостанций

Передающий тракт РС содержит высокочастотную и низкочастот-

ные части передатчика. Входными сигналами низкочастотного тракта
являются первичные сигналы, поступающие на вход блока УНЧ с око-
нечной аппаратуры. Этими сигналами осуществляется модуляция фор-
мируемого с помощью СЧ поднесущего колебания в соответствии с пре-
дусмотренными для данной радиостанции классами излучения.

Модулированный сигнал поступает на УПЧ, в котором производит-

ся усиление и благодаря фильтрации – снижение уровня внеполосных
колебаний, являющихся продуктом модуляции. Поступающий с выхода
УПЧ сигнал преобразуется  в возбудителе на выбранную рабочую час-
тоту, усиливается в УРЧ и поступает на УМ передатчика. В качестве
задающего генератора возбудителя используются колебания, формиру-
емые синтезатором частот.

В передатчиках с АМ модуляцией применяются схемы автоматичес-

кой регулировки глубины модуляции (АРГМ), а в передатчиках с ОМ –
схемы автоматической регулировки мощности (АРМ). Эти схемы обес-
печивают стабилизацию глубины модуляции излучаемых АМ сигналов
и стабилизацию мощности  боковой полосы сигналов с ОМ  при изме-
нениях громкости передаваемого телефонного сообщения в широких
пределах. Принцип действия схем АРГМ и АРМ аналогичен принципу
действия АРУ в приемниках.

В передатчиках с АМ используются схемы задержки, осуществляю-

щие автоматическую регулировку уровня несущих колебаний и сни-
жающие его при отсутствии модулирующих колебаний в тракте низ-
кой частоты. Это приводит к возрастанию КПД передатчика.

 В трактах передачи ОМ сигналов  используется многократное пре-

образование частоты, что в сочетании с фильтрацией обеспечивает
высокий уровень подавления составляющих спектра второй боковой
полосы.

Усилитель мощности передатчика подключается к антенне с помо-

щью высокочастотного кабеля через автоматическое согласующее уст-
ройство (АСУ). Входное сопротивление антенны является комплексным
и изменяется в диапазоне рабочих частот радиостанции. При этом ак-
тивная и реактивная составляющие входного сопротивления коротко-
волновых антенн могут меняться в пределах от единиц до тысяч Ом.
Для согласования волнового сопротивления фидера с входным сопро-

92

тивлением антенны используются АСУ, которые позволяют обеспечить
эффективную передачу энергии сигнала от передатчика в антенну  и от
антенны к приемнику.

3.15.2. Особенности построения приемников радиостанций

Радиоприемник обеспечивает прием и обработку модулированных

сигналов в диапазоне рабочих частот радиостанции. Используются при-
емники супергетеродинного типа с однократным, двухкратным или
трехкратным преобразованием частоты. Этим достигается сужение
полосы пропускания до 3,2 кГц при ОМ и до 140 Гц при амплитудном
телеграфировании [8]. В УПЧ применяются фильтры с частотной ха-
рактеристикой, близкой к прямоугольной (П-образной) форме, что обес-
печивает хорошую избирательность по соседнему каналу. Использо-
вание преселекторов и соответствующий выбор первой
промежуточной частоты обеспечивает хорошую избирательность по
зеркальному каналу.

Усилитель радиочастоты, как правило, выполняется по схеме резо-

нансного усилителя с электронной перестройкой в пределах диапазона.
Усилитель промежуточной частоты обеспечивает необходимое преоб-
разование, избирательность, усиление принимаемого сигнала.  Процесс
преобразования сигналов в приемном тракте является обратным про-
цессу их формирования в режиме передачи.

В УНЧ осуществляется детектирование принимаемых сигналов и

усиление на звуковых частотах до величины, необходимой для работы
оконечной аппаратуры. Выходное напряжение приемников бортовых
радиостанций при входном сигнале, соответствующем уровню номи-
нальной чувствительности для различных классов излучения, находит-
ся в пределах 0,5...10 В, неравномерность частотной характеристики
тракта звуковой частоты не превосходит 6 дБ.

В приемном тракте используется АРУ, поддерживающая установлен-

ный уровень выходного сигнала при изменении амплитуды входного
сигнала.

В приемниках бортовых радиостанций используются схемы подав-

ления шумов (ПШ), представляющие собой пороговые устройства,
обеспечивающие запирание УНЧ при отсутствии на входе полезного
сигнала с уровнем, превышающим порог подавителя шума. Данное
устройство исключает постоянное прослушивание шумов в телефо-
нах членов экипажа.

93

Принцип работы ПШ можно рассмотреть на примере  реализации

подавителя шума  в РС "Ядро" [3, 4], функциональная схема  которого
показана на рис. 3.12.

Сигнал с выхода УПЧ детектируется амплитудным детектором (АД)

и поступает на вход усилителя низкой частоты  подавителя шума (УНЧ1)
и на усилитель низкой частоты основного тракта (УНЧ2). С выхода УНЧ1
сигналы через фильтры низкой (ФНЧ) и высокой (ФВЧ) частот посту-
пают на детекторы Д1 и Д2.  В полосе ФНЧ содержится основная энер-
гия телефонного сообщения, в полосу ФВЧ попадают, в основном, со-
ставляющие спектра шумов.

Сигналы с выходов детекторов, амплитуды которых пропорциональ-

ны средним значениям амплитуд смеси сигнала и шума и только шума
соответственно, поступают на входы схемы сравнения их уровней (ССУ),
на выходе которой формируется напряжение, управляющее  ключом
подавителя шума (КПШ).

Если полезный сигнал превышает уровень шума более чем в три

раза,  подавитель шума никакого влияния на работу  УНЧ2 не оказыва-
ет. В противном случае КПШ формирует сигнал, запирающий вход
УНЧ2, что исключает прослушивание шума, утомляющего оператора.

3.15.3. Синтезаторы частот

При разработке синтезаторов частот [6,8] часто используют  метод

косвенного когерентного синтеза с применением генератора управляе-
мого напряжением (ГУН) и  петли частотной автоматической подстрой-

АД

ФНЧ

ФВЧ

ССУ

КПШ

Д1

Д2

УНЧ1

УНЧ2

Выход

ПРМ

От УПЧ

Рис. 3.12

94

ки частоты. В бортовых РС широкое применение нашли синтезаторы,
называемые цифровыми синтезаторами частот. Структурная схема та-
кого синтезатора показана на рис. 3.13. Принцип его работы состоит в
следующем.

Высокостабильный опорный генератор (

ОГ

) и генератор управляе-

мый напряжением (

ГУН

) вырабатывают гармонические колебания с ча-

стотами 

f

ОГ 

и 

f

вых

, которые преобразуются формирователями 

ФР1

 и 

ФР2

в импульсные последовательности,  частоты которых соответствуют ча-
стотам исходных колебаний. Данное преобразование обеспечивает воз-
можность использовать в схеме синтезатора элементы  цифровой тех-
ники.  Поэтому такие синтезаторы получили название цифровых
синтезаторов.

Импульсные последовательности поступают на цифровые делители

частоты с постоянным коэффициентом деления: 

ДЧ1

 в ветви 

ОГ

 (с ко-

эффициентом деления 

k

1

) и 

ДЧ2

 – в ветви 

ГУН

 (с коэффициентом деле-

ния 

k

2

) соответственно. Частота 

ГУН

, кроме того, транспонируется в

область более низких частот с помощью делителя с переменным коэф-
фициентом деления 

k

~

  (

ДПКД

), включенным последовательно с 

ДЧ2

.

Деление частоты производится с целью снизить ее до значения 

f

ф

, необ-

ходимого для нормальной работы  фазового детектора (

ФД

). Частота 

f

ф

выбирается соизмеримой со значением шага сетки рабочих частот 

F

ш.с

,

который для РС составляет от сотен герц до десятков килогерц, и с
учетом, что лучшие качественные характеристики кварцевых резонато-
ров достигаются в диапазоне от 1…10 МГц.

ДПКД

ФР2

ГУН

ДЧ2

ФД

УЭ

ФНЧ

ОГ

ФР1

ДЧ1

f

ОГ

f

ФД

f

ВЫХ

Рис. 3.13

95

В результате на один вход ФД поступает опорное напряжение с час-

тотой 

ф

ОГ

1

f

f

k

=

,  а на  другой  вход – стабилизируемое напряжение с

частотой

вых

2 ~

f

k k

.  Коэффициент деления сигналов 

ГУН

 определяет-

ся рабочим диапазоном частот (от единиц мегагерц для КВ  и  до  сотен
мегагерц для УКВ линий связи) и частотой ФД. Сигнал с выхода 

ФД

через 

ФНЧ

 поступает на управляемый элемент (

УЭ

), осуществляющий

стабилизацию 

ГУН

.

Захват частоты в схеме ФАП происходит при выполнении условия

ОГ1

вых

2 ~

f

k

f

k k

=

при котором  частота на выходе синтезатора будет равна

вых

2 ~ ОГ1

~ ш.с

/

f

k k f

k

k F

=

=

,

где 

ш.с

2 ОГ1

F

k f

k

=

 – шаг сетки рабочих частот СЧ. Путем выбора пе-

ременного коэффициента деления можно настраивать частоту колеба-
ний, формируемых 

ГУН

, на любую дискретную частоту РС.

Стабильность частоты на выходе 

ГУН

 определяется исключительно

стабильностью 

ОГ

, так как система ФАП является системой авторегули-

рования с астатизмом первого порядка и не имеет ошибок по частоте.
При отклонении частоты 

ГУН

 от номинальных значений на выходе 

ФД

формируется напряжение ошибки, которое подается на 

УЭ

 для стаби-

лизации 

ГУН

.

В качестве УЭ для подстройки частоты ГУН обычно применяют ва-

рикапы. Фильтр низкой частоты обеспечивает устойчивость работы пет-
ли ФАП. В качестве ДПКД используют цифровые делители частоты,
которые выполняются на базе интегральных схем с высоким быстро-
действием.