Файл: 1 Классификация и физический механизм работы вч и свч генераторов.docx

Рисунок 3.1 Временная диаграмма ТЛГ посылки: чередование нажатий и пауз равной длительности.

 

Частота повторения импульсов:

F (Гц)=1/ 2τ =0,5 В[Бод].

Выражение для мгновенного значения тока АМн сигнала:

 

i=I{0,5 cosωt+(∑ sin(nπ/2)/ nπ) [cos (ω-nΩ)t+ cos (ω+nΩ)t]}, (3.1)

 

где n – номер гармоники спектра боковых частот;

Ω=2πF – частота манипуляций.



Рисунок 3.2 Спектр частот передатчика при амплитудной манипуляции телеграфным сигналом

 

Если длительности импульсов и пауз равны, то в спектре импульсной последовательности будут только нечётные гармоники частоты повторения 3F,5F,… и коэффициент разложения в ряд Фурье α0=0,5,

αn= sin(0,5 nπ/ nπ),

где n=1,3,5… .

Спектр радиочастотных колебаний показан на рис. 3.2. При АМн (класс излучения А1А) практическая полоса пропускания радиочастотных трактов РПДУ и РПУ.

ПАМн =2nF =nВ.

Обычно принимается n=5, тогда ПАМн =5В =5/τ.



Рисунок 3.3 Простейшая схема реализации АМн.

 

На рисунке 3.3 приведена одна из схем АМн. На транзисторе VT1 собран ГВВ, в котором должна осуществляться АМн. Напряжение смещения VT1 изменяется с помощью электронного реле, собранного на транзисторе VT2. Когда телеграфный ключ К не нажат, на базе VT2 – нулевое напряжение и он заперт. При этом VT1 так же заперт, напряжения радиочастоты на выходе нет (пауза). При нажатом ключе VT2 открывается и своим малым сопротивлением насыщения rнас шунтирует резистор R2. Напряжение на базе VT2 уменьшается практически до нуля и на выходе ГВВ появляется переменное напряжение – телеграфная посылка.

В настоящее время АМн применяется сравнительно редко из-за её низкой помехоустойчивости.

 

Частотная манипуляция

Форма частотно-манипулированного (ЧМн) сигнала представлена на рисунке 3.4.



Рисунок 3.4 Частотная манипуляция.

 

Частотная манипуляция является системой радиотелеграфирования с “активной паузой”. Общепринято, что во время паузы излучается более низкая частота (f1>f2). Разности f1-f2=2Δf называется частотным сдвигом. Обычно сдвиги частоты составляют 125-800 Гц.

---

Выражение для мгновенного значения тока ЧМн сигнала :

 

i=I{[2 sin(mπ/2)cosωt ] / mπ+2[∑m sin((m+n)π/2)/(m²-n²)][cos (ω-nΩ)t+

+(-1)cos (ω+nΩ)t]/π}, (3.3)

 

где Ω=2nF, n – номер гармоники спектра;

m=Δf/F – индекс манипуляции;

Δf – девиация частоты;

I – амплитуда сигнала.

Согласно рекомендациям МККР (Международного Консультативного Комитета по Радиовещанию). Эффективная ширина спектра реального сигнала ЧМн при 1,5
 

ПЧМн=2,6 Δf+1,5В (3.4)

 

Например, если 2 Δf=800 Гц, а В=200 Бод то

ПЧМн=2,6·400+1,5·200=1340 Гц

При передаче периодической последовательности 0 и 1 спектр ЧМн (рис. 3.5) можно представить в виде суммы спектров для несущих колебаний с частотами f1 и f2 манипулированных по амплитуде с основной частотой манипуляции F=В/2 (см. рисунок 3.2).



Рисунок 3.5 Спектр ЧМн сигнала.

Частотная манипуляция производится в частотном манипуляторе, который работает на относительно низкой промежуточной частоте. Полученные на ПЧ колебания ЧМн обычными методами гетеродинных преобразований переносятся затем в область рабочих частот передатчика. На рисунках 3.6, 3.7 и 3.8 представлены схемы простейших частотных манипуляторов.

Сигналы ЧМн формируются в возбудителе при скоростях передачи не более 1000 Бод.

На рис. 3.6 ЧМн осуществляется путём коммутирования катушки L1. ЧМн происходит без разрыва фазы. На рис. 3.7 ЧМн происходит путём коммутации добавочной ёмкости за счёт диодных ключей.

 



Рисунок 3.7 Схема ЧМн за счёт коммутации добавочной ёмкости.

 

Фазовая манипуляция

При фазовой манипуляции (фазовом телеграфировании) используется колебание одной частоты, но границы телеграфных посылок отмечаются изменением его фазы на 180º (рисунок 3.8, а).

---

а)

 



б)

Рисунок 3.8 Эпюры напряжений (а) и схема формирователя ФМн сигналов (б).

 

Наиболее просто получить колебания, манипулированные по фазе, с помощью соответствующего количества фазовращающих цепей и управляющего коммутатора. На рис. 3.8, б) показана схема простейшего фазового манипулятора. В роли фазовращателя здесь выступает колебательный контур двухтактного ГВВ, а в коммутаторе используются диоды V1 и V2, работающие в ключевом режиме. Посылка, соответствующая нажатию, имеет положительную полярность и преодолевает напряжение запирания Есм диода V1 . На выход проходят колебания с верхнего плеча ГВВ. В момент паузы приходит посылка противоположной полярности, открывающая диод V2, и на выход манипулятора поступают колебания с нижнего плеча, фаза которых сдвинута на 180º.

 

 

3.4. Общие вопросы формирования радиосигналов в передатчиках цифровой связи

Важнейшей характеристикой цифрового сигнала является скорость передачи В, определяемая в битах в секунду (бит/с) числом посылок (нулей или единиц) в секунду.

При низких скоростях передачи: телеметрии, кодовых команд и других команд со скоростью В<2…3 тыс. бит/с цифровой сигнал (ЦС) может быть передан по телефонному радиоканалу путём манипуляции цифровым сигналом набора тональных несущих. При этом на входе передатчика ВЧ или ОВЧ радиосвязи устанавливается специальная приставка для уплотнения телефонного канала цифровым потоком.

Мощность передатчиков цифровых радиорелейных линий связи зависит от протяжённости трассы, рабочего диапазона частот, числа передаваемых каналов и вида модуляции. Она лежит в пределах от 0,1 Вт до единиц ватт, в отдельных случаях достигая 10 Вт. Мощность наземных РПДУ космической радиосвязи составляет единицы и десятки киловатт, мощность ретрансляционных станций на спутниках и космических станциях- десятки и сотни ватт и даже единицы киловатт. Для получения мощностей на уровне долей ватта и единиц ватт, в СВЧ диапазоне используют генераторы на диодах Ганна, ЛПД, СВЧ транзисторные усилители. Для усиления СВЧ сигналов до уровня мощности в десятки и сотни ватт применяют ЛБВ, более 1 кВт – ЛБВ и пролётные клистроны.

---

Импульсные источники питания1 канал. 3 А/5 А/6 А/10 А/20 А/30 А. Со склада. ГосРеестр. Помощь в выборе. Звоните!О компанииСкачать каталогПоверка/калибровкаСпецпредложения, скидкиeliks.ru

Регуляторы напряжения AVRАвтоматические регуляторы для генераторов. Доставка по РФ бесплатно!dsg-avrs.ru

Продажа туалетных кабинПродажа туалетных кабин в Москве, бесплатная доставка по Москве и областиКабиныМодулиДушевые кабиныЖидкость для биотуалетовeco77.ru

Поиск места повреждения кабеляОт 23 000 рублей. Расчет точной цены за 1 час. Скидка 15%. Подробнее!Лицензия РостехнадзораКалькулятор стоимостиБесплатная консультацияservice-lite.com

Яндекс.Директ

Ширина полосы радиосигнала зависит от скорости передачи информации и вида манипуляции. При цифровой передаче аналогового сигнала S(t) его подвергают дискретизации, заменяя множеством отсчётов, следующих через определённые интервалы Т:

V(t)=S(t) σ(t-кT) для t≥0, (3.5)

где к – последовательность целых чисел: к=0,1,2,3,…;

σ(t-кT) – дельта функция, равная единице в моменты t=КТ и нулю в остальное время.

Частота дискретизации fТ=1/Т выбирается в соответствии с теоремой Котельникова: fТ≥2 Fmax , где Fmax – максимальная частота спектра непрерывного сигнала S(t).

Далее дискретный сигнал V(t) (3.5) кодируется, для чего используются различные методы импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Каждому отсчёту V(кT) ставится в соответствие n – разрядное двоичное число. Число разрядов n определяется требованиями к точности воспроизведения в приёмнике исходного сообщения, зависит от выбранного кода и особенности построения кодирующих и декодирующих устройств (кодеков). При передаче одного стандартного ТФ (телефонного) канала полосой 300-3400 Гц частота дискретизации fТ=8 кГц, а ИКМ сигнал представляется восьмиразрядным двоичным кодом (n=8). Скорость передачи одного цифрового ТФ канала В=nfТ =64000 бит/с, или 64 кбит/с.

Системы цифровой связи широко используют для передачи многоканальных ТФ сообщений. Существует общепринятая иерархия многоканальных систем.

Первичную группу образуют 32 (30) ТЛФ канала. В скобках: обычно два ТЛФ канала занимает передача служебной информации. Скорость передачи В=32·64=2048 кбит/с =2.048 Мбит/с. В полосе, занимаемой 32 ТЛФ каналами, можно передавать шесть каналов высококачественного цифрового радиовещания.

Группы высшего уровня составляют:

---

128 (120) ТЛФ каналов, В=8,448 Мбит/с,

512(480) ТЛФ каналов, В=34,368 Мбит/с,

2048(1920) ТЛФ каналов, В=139,264 Мбит/с.

Достигнуты скорости передачи 400 Мбит/с, что эквивалентно передаче 5760 ТЛФ каналов.

Скорость передачи определяет полосу частот модулирующего ИКМ сигнала, а следовательно, и полосу радиоканала. Цифровой информационный сигнал (ЦИС) представляет случайный процесс. Его энергетический спектр состоит из непрерывной части, приближённо отображаемой функцией спектральной плотности G(F)=G(O) sin²(πF/B)², внутри которой размещены отдельные дискретные составляющие, обусловленные передачей сигналов синхронизации, контроля и т.п. Минимальная частота, которой может быть ограничен спектр группового модулирующего сигнала, связана со скоростью передачи ЦИС соотношением:

Fm(МГц)≥В/2 (Мбит/с). (3.6)

Поступающий на передатчик ЦИС VЦИС представляет собой последовательность логических единиц (коротких импульсов) и логических нулей, следующих с тактовой частотой fТ=1/T. Для манипуляции в передатчике формируется управляющий (модулирующий) сигнал Vу по следующему закону: приходу “1” ЦИС соответствует управляющий импульс с амплитудой +1, длительностью Т, который далее будем условно обозначать как “1”, поступлению “0” ЦИС соответствует управляющий импульс с амплитудой –1 длительностью Т, который далее будем обозначать как “0”. Сигнал Vу относится к классу сигналов, которые не обращаются в нуль (БВН – без возвращения к нулю).

Простейшим методом манипуляции является, как мы уже говорили, амплитудная манипуляция (АМн), при которой “1” напряжения Vу соответствует излучению ВЧ колебаний, а “0” Vу – пауза. Радиосигнал АМн описывается законом:

uАМн=U(1+ Vу(t)) sin ω0t. (3.7)

 

Спектр АМн сигнал состоит из несущей частоты Usin ω0t и двух боковых полос, каждая шириной Fm. При скорости передачи В минимальная полоса АМн сигнала составляет ПАМн≥В. Так, при В=34 Мбит/с

ПАМн≥34 МГц, при В=140 Мбит/с ПАМн≥140 МГц и т.д.

В чистом виде АМн при цифровой радиосвязи применяется редко из-за низкой помехоустойчивости.

Основным видом манипуляции в цифровых системах являются фазовая манипуляция (ФМн) и квадратурная амплитудная манипуляция (КАМ). При простой ФМн “1” и “0” сигнала Vу соответствуют строго определённые значения фазы ВЧ колебаний φ, например φ=π при Vу= “0” и φ=0 при Vу= “1” (см. рис. 3.8, а).

Неудобство ФМ состоит в том, что в приёмнике необходимо различать абсолютные значения фазы принимаемых сигналов. Приёмник как бы должен заранее “знать”, какое значение φ соответствует определённому значению VЦИС. Для этого требуется вводить в ЦИС специальные вставки для передачи опорного сигнала и усложнять обработку сигнала в приёмнике.

---