- •Глава 1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
- •Классификация радиопередатчиков
- •Требования к передатчикам
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы.
- •Аппроксимация статических характеристик электронных ламп
- •Аппроксимация статических характеристик биполярных транзисторов
- •Аппроксимация статических характеристик полевых транзисторов
- •Контрольные вопросы.
- •Упражнения
- •Глава 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХОДНОГО ТОКА ГЕНЕРАТОРА С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Контрольные вопросы.
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 6. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОСИНУСОИДАЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ
- •Коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 7. РАСЧЕТЫ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Выбор угла отсечки и напряженности режима ГВВ
- •Нагрузочные характеристики ГВВ
- •Расчеты выходных цепей генератора
- •Расчёт режима анодной цепи лампового ГВВ по заданной мощности Р1 в граничном режиме
- •Расчёт коллекторной цепи транзисторного ГВВ
- •Расчеты входных цепей генераторов
- •Расчет входной цепи лампового ГВВ
- •Расчет входной цепи биполярного транзистора при возбуждении от источника гармонического тока
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 8. СХЕМОТЕХНИКА ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Схемы питания выходной цепи ГВВ.
- •Последовательная схема питания коллекторной цепи
- •Параллельная схема питания выходной цепи генератора
- •Схемы питания входных цепей
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 9. СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ АКТИВНЫХ ПРИБОРОВ
- •Параллельная схема включения активных приборов
- •Двухтактная схема включения АЭ
- •Схемы сложения и деления мощности
- •Классическая мостовая схема
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 10. УСТРОЙСТВА СВЯЗИ ВЫХОДНЫХ КАСКАДОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ С НАГРУЗКОЙ
- •Узкополосные согласующие устройства
- •Пример расчета элементов Г- образного четырехполюсника.
- •П- образный четырехполюсник как трансформатор сопротивлений
- •Широкополосные согласующие устройства.
- •Фильтры гармоник широкополосных согласующих устройств.
- •Широкополосные трансформаторы
- •Широкополосные трансформаторы с магнитной связью
- •Трансформаторы на отрезках линий
- •Понятия «продольных» напряжений и токов
- •Использование ферритов для уменьшения продольных токов
- •Трансформаторы с коэффициентами трансформации 1:2 и 1:3
- •ШТЛ с дробным коэффициентом трансформации
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. МЕЖКАСКАДНЫЕ СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 12. АВТОГЕНЕРАТОРЫ
- •Общие уравнения автогенераторов
- •Одноконтурные автогенераторы
- •Емкостная трехточка
- •Индуктивная трехточка
- •Условие самовозбуждения автогенератора
- •Автоматическое смещение в автогенераторах
- •Выбор транзистора для автогенераторов
- •Расчет электрического режима автогенератора
- •Расчет колебательной системы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13. СТАБИЛЬНОСТЬ ЧАСТОТЫ АВТОГЕНЕРАТОРА
- •Эталонность контура
- •Основные дестабилизирующие факторы
- •Влияние нестабильных фазовых углов на частоту автоколебаний
- •Влияние режима автогенератора на частоту автоколебаний
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14. КВАРЦЕВЫЕ АВТОГЕНЕРАТОРЫ
- •Схема замещения кварцевого резонатора.
- •Осцилляторные схемы автогенераторов с кварцем
- •Осцилляторные схемы автогенераторов, работающие на механических гармониках кварца
- •Автогенераторы, использующие последовательный резонанс кварца
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15. ВОЗБУДИТЕЛИ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ
- •Требования к синтезаторам
- •Пассивные некогерентные синтезаторы
- •Синтезатор с идентичными декадами
- •Синтезаторы с использованием косвенного метода синтеза сетки дискретных частот
- •Фазовые шумы синтезатора с ФАПЧ
- •Контрольные вопросы
- •Глава 16. ПЕРЕДАТЧИКИ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
- •Модуляция смещением
- •Порядок расчета ГВВ при модуляции смещением
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 17. АНОДНАЯ (КОЛЛЕКТОРНАЯ) МОДУЛЯЦИЯ
- •Порядок расчета генератора при анодной модуляции.
- •Контрольные вопросы
- •Глава 18. ОДНОПОЛОСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Элементы формирователей однополосного сигнала
- •Балансные модуляторы
- •Полосовые фильтры основной селекции
- •Структурные схемы однополосных передатчиков
- •Особенности усиления сигналов ОБП
- •Способы повышения КПД усилителей ОБП
- •Контрольные вопросы
- •Глава 19. УГЛОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Общие характеристики угловой модуляции
- •Частотная модуляция
- •Управители частоты
- •Варикап как частотный модулятор
- •Нелинейные искажения при ЧМ
- •Фазовая модуляция
- •Контрольные вопросы
- •Глава 20. ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Основные параметры импульсного сигнала
- •Импульсные модуляторы с частичным разрядом емкости
- •Процесс формирования фронта и спада напряжения на генераторной лампе
- •Формирование плоской части импульса
- •Заряд накопительной емкости через индуктивность
- •Импульсные модуляторы с тиратронным коммутатором
- •Формирование импульса напряжения отрезком длинной линии
- •Расчет элементов цепочечного эквивалента линии
- •Колебательный способ заряда емкостей ЭЛ
- •Контрольные вопросы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Пример. Пусть синтезатор состоит из пяти декад k = 5. Последняя декада, как и на рис. 15.2, неполная. Пусть также все переключатели находятся в последнем десятом положении: n5 = n4 = n3 = n2 = n1 = 9. Частота f = 1МГц,
f = 10 кГц.
fВЫХ = (10+ 0,1n5 + 0,01n4 + 0,001n3 + 0,0001n2 + 0,00001n1)МГц = 10,99999МГц
Если все переключатели установлены в нулевое положение, fВЫХ = 10МГц .
Нижняя частота синтезатора равна fН = 10f. Верхняя частота равна fВ ≈ 10f+10 f. Коэффициент перекрытия по частоте можно определить из соотношения (9f + 9 f)/10f. Шаг сетки – 1 Гц.
Недостатком синтезаторов, построенных по методу идентичных декад, является необходимость применения большого числа преобразователей частоты и фильтров, что усложняет фильтрацию побочных колебаний. Подавление их в таких синтезаторах не более 60 – 80 дБ.
Синтезаторы с использованием косвенного метода синтеза сетки дискретных частот
Лучшими характеристиками в сравнении с синтезаторами, в которых используется «прямой метод» синтеза, обладают синтезаторы, где используется цифровая техника совместно с системами фазовой подстройки частоты («косвенный» метод синтеза сетки дискретных частот). Эти синтезаторы на выходе обеспечивают подавление побочных колебаний до уровня 100 - 120 дБ, просты в управлении, менее энергоемки.
Структурная схема одного из вариантов этого типа синтезатора приведена на рис. 15.3.
Рис. 15.3 Основные элементы этой схемы:
–генератор, управляемый напряжением G2 (ГУН) – автогенератор с параметрической стабилизацией частоты. С помощью варикапа он перестраивается
врабочем диапазоне частот fМИН – fМАКС,
–делитель с переменным коэффициентом деления частоты (ДПКД) – цифровой делитель частоты, коэффициент деления которого можно изменять через
единицу в диапазоне NМИН – NМАКС,
–опорный генератор G1 (ОГ) – эталонный генератор с кварцевой стабилизацией частоты f1, определяющий стабильность частоты на выходе синтезатора,
–делитель частоты с постоянным коэффициентом деления m,
–фазовый детектор (ФД),
100
–фильтр нижних частот,
–управитель частоты ГУНа (варикап).
Частота колебаний генератора, управляемого напряжением, делится в N раз с помощью ДПКД и импульсная последовательность с частотой fВЫХ/N поступает на один из входов импульсно-фазового детектора (ФД). На второй вход ФД подается импульсная последовательность с частотой эталонного генератора, предварительно деленной в m раз – f1/m. На выходе фазового детектора напряжение пропорционально разности фаз этих импульсных сигналов. Через фильтр нижних частот, который подавляет помехи в системе ФАПЧ, напряжение ошибки подается на варикап, который изменяет частоту ГУНа так, чтобы свести к минимуму разность фаз импульсных последовательностей.
В синхронном состоянии частоты сигналов, которые сравниваются на фазовом детекторе, равны:
f1 |
= |
fВЫХ |
; или fВЫХ = |
N f1 |
; |
m |
|
||||
|
N |
m |
|
Меняя коэффициент деления N, можно изменять частоту на выходе синтезатора fВЫХ. Шаг сетки дискретных частот в этом устройстве равен f1/m.
Синтезаторы этого типа просты в реализации, так как ГУН, ДПКД и элементы ФАПЧ объединены в одной микросхеме. Достаточно только подключить к ней колебательную систему, определяющую диапазон рабочих частот синтезатора, и устройство, управляющее коэффициентом деления ДПКД.
Фазовые шумы синтезатора с ФАПЧ
Из структурной схемы (рис. 15.3) следует, что на входах ФД суммируются фазовые шумы ОГ и ГУНа, продукты детектируются, фильтруются, усиливаются и управляют частотой ГУНа, то есть определяют его спектр. Этому соответствует структурная схема по фазовым шумам (рис. 15.4).
Рис. 15.4
Здесь К1 – коэффициент передачи ФД; К2 – коэффициент передачи ФНЧ;
К3 – коэффициент передачи управителя ГУН; UШ0 – шумы на выходе ГУНа;
UШОГ – шумы опорного генератора.
Для шумов, спектр которых лежит в полосе ФНЧ, можно записать UШ 0 = (UШ ОГ − UШ 0 )К1 К 2( р) Кр3.
101
Знак «–» означает, что обратная связь в кольце ФАПЧ отрицательная. Из соотношения следует
UШ 0 |
= |
|
К1 К 2( р) К3 p |
. |
||
UШ ОГ |
1+ К1 К 2( р)К |
3 р |
||||
|
|
Если К1 = К2 = К3, что возможно при отсутствии ФНЧ, то
|
UШ0 |
= |
1 |
. |
|
|
UШОГ |
|
|
1+ р |
|
Это уравнение ФНЧ первого порядка или интегратора. Выводы:
1.Фазовые шумы синтезатора в полосе пропускания петли ФАПЧ определяются фазовыми шумами опорного генератора.
2.Если частота ГУНа в n раз выше частоты ОГ (или частоты сравнения), то фазовые шумы синтезатора на 20lgn выше фазовых шумов ОГ. То есть медленные изменения частоты ОГ полностью отрабатываются кольцом ФАПЧ, увеличиваясь на выходе в n раз.
Для шумов, лежащих выше полосы фильтра, в частности для шумов ГУНа, запишем
UШ 0 = UШ ГУН |
− UШ 0 К1 К 2( р) |
|
К3 |
. |
|||||||||
|
р |
||||||||||||
|
|
UШ ГУН |
|
|
UШ0 |
|
|
|
|
|
|||
UШ 0 |
= |
; |
|
= |
|
|
|
р |
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1+ 1/ р |
UШ ГУН |
1 |
+ р |
||||||||||
|
|
|
|
|
Следовательно, за полосой пропускания петли ФАПЧ шумы определяются только собственными шумами ГУНа.
Контрольные вопросы
1.Почему интерполяционное число выбирают не более 10?
2.Какой из переключателей в синтезаторе, построенном по методу «идентичных декад», позволяет резко изменять выходную частоту?
3.Каким будет шаг сетки дискретных частот в синтезаторе рис. 15.2, если
число декад – 3, f = 200 КГц, f = 5 кГц?
4.Каковы недостатки синтезаторов, выполненных на базе метода «прямого синтеза»?
5.Нарисуйте структурную схему синтезатора с ДПКД.
6.Какую роль в цифровых синтезаторах играет фильтр нижних частот?
7.В каких пределах должен изменяться коэффициент деления ДПКД, если диапазон рабочих частот синтезатора 15 ÷ 20 МГц, а шаг сетки – 5 кГц?
102