3. Методика проведения заключительной части.

Преподаватель делает выводы по материалу занятия, подводит итоги и отвечает на вопросы обучаемых. Дает задание на самостоятельную работу. Дает команду дежурному по взводу о приведении класса в порядок и разрешает закончить занятие.

Вопрос №1: Общие принципы построения частных трактов приема сигналов чт, дчт и офт в радиоприемнике р-160п.

В радиоприемнике Р-160П обработка сигналов ЧТ, ДЧТ и ОФТ производится в дискрет­ной форме с использованием цифровых демодуляторов. Цифровые демодуляторы, выполнен­ные на интегральных микросхемах, имеют ряд преимуществ перед аналоговыми демодулятора­ми. Главное из них состоит в том, что цифровые демодуляторы позволяют производить обра­ботку (детектирование) сигналов ЧТ, ДЧТ и ОФТ в одном частном тракте, причем независимо от величины частотного сдвига (для сигналов ЧТ, ДЧТ) и скорости телеграфирования (для сиг­налов ОФТ).

Типовая схема цифрового демодулятора представлена на рис. 1.

Рис. 1. Цифровой демодулятор

В состав демодулятора входят два цифровых фазовых детектора (ЦФД-1, ЦФД-2), линия задержки (ЛЗ), ФНЧ и вычитающий УПТ с двумя входами - прямым и инверсным. Поскольку обработка радиосигналов ведется в импульсной форме, то в тракт перед цифровым демодуля­тором вводится формирующее устройство (ФУ), которое преобразует принимаемые сигналы в импульсные последовательности той же частоты.

Рис. 2. Характеристика цифрового демодулятора

Характеристика такого демодулятора имеет трапециидальную форму и

представлена на рис. 2.

где U_дем – напряжение на выходе,

φ – разность фаз входных колебаний.

Рассмотрим подробнее принцип формирования характеристики демодулятора.

Каждый цифровой фазовый детектор (ЦФД-1 и ЦФД-2) в схеме демодулятора представ­ляет собой сумматор по модулю два (М2). Такой сумматор может быть выполнен на четырех элементах И-НЕ (рис. 3).

Рис. 3. Сумматор по модулю два

Напряжение на выходе такой схемы U_цфд в зависимости от значения входных сигналов U₁ и U₂ и определяется табл. 1.

Таблица 1

U1	0	0	1	1
U2	0	1	0	1
Uцфд	0	1	1	0

Принцип формирования характеристики демодулятора

На входы каждого ЦФД подаются две импульсные последовательности с одинаковой частотой следования f_пч и длительностью импульсов τ_и (рис. 4, а, б). На выходе ЦФД формиру­ется импульсная последовательность с длительностью импульсов, определяемой величиной введенной задержки τ_з (рис. 4, в). ФНЧ выделяет напряжение U_фд, пропорциональное постоян­ной составляющей результирующей импульсной последовательности. Если задержка отсутст­вует (τ_з = 0), то на оба входа схемы подаются напряжения одного знака (1 или 0) и напряжение на выходе ФД будет равно 0. При задержке, равной длительности импульса (τ_з = τ_и), напряже­ние на выходе ФД будет максимальным, равным 1.

Таким образом, при изменении времени запаздывания τ_з на выходе детектора формиру­ется напряжение пилообразной формы с периодом Т = 2 τ_и пропорциональное сдвигу фаз между входными последовательностями (рис. 4, г).

Выходная характеристика демодулятора формируется двумя ЦФД, характеристики кото­рых сдвинуты одна относительно другой на угол π/2. Напряжения с выходов обоих детекторов подаются на входы операционного усилителя (УПТ), который формирует разностное напряже­ние U_дем =U₁ – U₂, определяющее характеристику демодулятора требуемой трапециидальной формы (рис. 5).

Прием сигналов ЧТ в схеме цифрового демодулятора основан на том, что сигналы с раз­ными частотами (при ЧТ с частотами f_Б и f_В ) получают в ЛЗ различные задержки по фазе:

; .

Для выполнения условий демодуляции радиосигналов ЧТ время задержки должно быть выбрано так, чтобы сдвиги фаз φ_Б и φ_В отличались бы друг от друга на π (см. рис. 2), то есть

=2π ( ) τ_з = = π.

Следовательно, необходимое время задержки зависит от частотного сдвига сигналов ЧТ и определяется выражением

τ_з = ⁽¹⁾

Как следует из приведенного выражения, для приема ЧТ радиосигналов с различными частот­ными сдвигами в демодуляторе необходимо менять время задержки.

Линию задержки целесообразно выполнять также на дискретных элементах, например, в виде регистра сдвига, который состоит из последовательно соединенных триггеров (рис. 6).

								U(t-τ2)
U(t)	Т	Т	Т		Т	Т	Т	U(t-τ1)
ft

Время задержки т₃ в регистре сдвига зависит от числа разрядов (триггеров) регистра N и тактовой частоты :

τ₃ = N/ (2)

При приеме сигналов ЧТ (ДЧТ) с различными частотными сдвигами для изменения времени задержки можно изменять либо число разрядов N в регистре сдвига, либо тактовую частоту . Удобнее, оставляя неизменным число разрядов в регистре, изменять . Решая совме­стно уравнения (1) и (2), получим

Например, если N= 64, то при приеме сигналов ЧТ-250 необходима тактовая частота = 64-2-0,25 = 32 кГц,

а при приеме сигналов ЧТ-500 - = 64-2-0,5 = 64 кГц,

Тактовая частота определяет время элементарной задержки в одном разряде ре­гистра сдвига. Запаздывание сигнала по фазе , вызываемое одним элементом (триггером) ли­нии задержки, определяется в свою очередь элементарной задержкой и будет равно

(3)

где F_ПЧ - значение промежуточной частоты, на которой осуществляется демодуляция сигналов.

Ранее было показано, что для получения необходимой (трапецеидальной) характеристики демодулятора на входы ЦФД-1 и ЦФД-2 необходимо подать сигналы с задержкой по фазе, равной π/2. Поэтому элементарная задержка по фазе должна быть равна либо π/2, либо π /4, либо π /8 и т. д. Если выбрать = π /4, то с учетом выражения (3) тактовая частота должна быть равна = 8F_пч.

Таким образом, для формирования необходимой характеристики демодулятора необхо­димо, чтобы тактовая частота была в 8 раз больше частоты демодулируемого сигнала F_пч. От­сюда следует, что поскольку тактовая частота зависит от частотного сдвига, то и промежу­точная частота F_пч, должна быть различной при демодуляции ЧТ сигналов с различными сдви­гами.

Для демодуляции радиосигналов ОФТ необходимо устройство, которое сравнивало бы фазы колебаний принимаемой и предыдущей посылок телеграфного сигнала. Если фазы данной и предыдущей посылок одинаковы, то принимается решение о приеме информационной посыл­ки «1», если фазы противоположны, следовательно, принимается посылка «О». Таким образом, время задержки в регистре сдвига должно равняться длительности элементарной посылки t_и, т. е. t₃ = t_и. С учетом выражения (2) можно записать

(4)

где В= скорость телеграфирования, бод.

Так как для получения необходимой характеристики демодулятора тактовая частота должна быть жестко связана с частотой демодулируемого сигнала F_пч( = 8 F_пч ), то с учетом (4) справедливо выражение

N=

Оценим количество триггеров в регистре сдвига, необходимое для демодуляции сигна­лов ОФТ при скорости телеграфирования В = 500 бод, если частота принимаемого радиосигна­ла N= 128 кГц:

N=8 ⋅128⋅10³/500 = 2048.

Такое большое количество триггеров в регистре сдвига является недопустимым с точки зрения как габаритов, так и надежности. При меньшей скорости телеграфирования необходи­мое количество триггеров в регистре сдвига будет еще больше, например, при В = 250 бод N = 4096 и т. д.

Задача по уменьшению «длины» (имеется в виду электрическая длина) линии задержки решается в обратном направлении. Из конструктивных соображений задаются максимальной длиной линии задержки, которую принимают обычно равной N = 70...80. Зная N и скорость телеграфирования В, соответствующим образом изменяют частоту F_пч = N⋅B/8 (а также такто­вую частоту = 8F_пч), на которой производится демодуляция сигналов. С этой целью в частный тракт вводится дополнительный преобразователь частоты, с помощью которого частота прини­маемого сигнала F_пч уменьшается в необходимых пределах.

С учетом отмеченных выше особенностей работы цифрового демодулятора в частный тракт приема сигналов ЧТ (ОФТ) должен содержать дополнительные элементы (рис. 7).

На входе частного тракта включены переключаемые полосовые фильтры сосредоточен­ной избирательности, обеспечивающие подавление помех по соседним каналам приема при различных частотных сдвигах и скоростях телеграфирования. В смесителе производится преоб­разование частоты сигнала к величине F_пч соответствующей частотному сдвигу принимаемого сигнала ЧТ или скорости телеграфирования сигнала ОФТ. Преобразование частоты обеспечи­вает вспомогательный синтезатор, который формирует колебания гетеродина , где - последняя промежуточная частота в радиоприемнике (в Р-160П =128 кГц). Пониже­ние частоты демодуляции позволяет существенно сократить количество разрядов регистра сдвига демодулятора. С помощью делителя частоты с переменным коэффициентом деления

(ДПКД) создается тактовая последовательность с необходимой частотой . На делитель часто­ты и на вход вспомогательного синтезатора подается опорное колебание от основного синтеза­тора приемника, например, с частотой местной несущей .

Рис. 7. Частный тракт приема радиосигналов ЧТ (ОФТ)

Рассмотренная схема частного тракта может быть использована и для приема по одному из каналов радиосигналов ДЧТ. Для приема по другому каналу цифровой демодулятор должен иметь иную фазовую характеристику (сдвинутую относительно характеристики первого демо­дулятора по оси абсцисс). Поэтому для приема ДЧТ радиосигналов частный тракт должен со­держать не один, а два цифровых демодулятора.

Таким образом, применение цифровых демодуляторов позволило объединить в один тракт несколько частных трактов, выполненных на аналоговых элементах, число которых опре­деляется количеством принимаемых радиосигналов, в том числе и однородных, но с различны­ми параметрами (частотный сдвиг, частота телеграфирования).