Лабораторная работа № 3 Исследование возбудителя передающих устройств магистральной связи

Цель работы: Измерение параметров передатчика радиостанции 2Р20 «Ангара-1».

1 Приборы и оборудование:

1. Радиостанция 2Р20 «Ангара-1»;

2. Генератор сигналов высокочастотный Г3-109;

3. Эквивалент нагрузки 50 Ом.

4. Частотомер РЧЗ-63;

5. Вольтметр переменного тока высокочастотный В7-37;

6. Вольтметр переменного тока низкочастотный B3-38;

7. Блок питания Б5-47.

2 Краткие теоретические сведения:

Назначение возбудителя - создание колебаний в заданном диапазоне частот и формирование необходимых видов работы (классов излучений).

В современных возбудителях используется опорный кварцевый генератор. Рабочий диапазон с заданным интервалом между частотами (шагом частоты) получается путем умножения, сложения, деления, вычитания частот опорного генератора.

Стабильность частоты при этом равна стабильности опорного генератора. Такие возбудители называются синтезаторами частоты.

Обобщенная структурная схема возбудителя передатчика магистральной радиосвязи приведена на (рисунок 1).

Рисунок 1 -1.- синтезатор частот (СЧ); 2.- блок преобразователей (БП); 3.- усилитель низкой частоты (УНЧ); 4.- полосовой фильтр (ПФ); 5.- усилитель мощности (УМщ); 6.- аттенюатор (А); 7.- фильтр нижних частот (ФНЧ); 8,- схема коммутации (СК); 9.- согласующее антенное устройство (САУ); 10.- индикаторное устройство (ИУ); X1- антенный изолятор; Х2- корпус.

Приемо-передающая однополосная коротковолновая радиостанция типа 2Р20 «Ангара-1» предназначена для организации симплексной телефонно-телеграфной радиосвязи в качестве носимой и стационарной радиостанции сухопутной подвижной службы связи.

Технические данные радиостанции 2Р20 «Ангара-1»:

Общие электрические данные:

• диапазон фиксированных частот, кГц 1600,0 - 7999,9;

• количество фиксированных частот, не более 64000;

• точность установки частоты или отклонение частоты при воздействии дестабилизирующих факторов и изменений питающих напряжений, не более ±2,5-10"⁵;

• род работы:

однополосный телефон на верхней боковой полосе частот,

класс излучения A3J

однополосный тональный телеграф на частоте выше несущей на (1000±1) Гц, класс излучения A2J

настройка передатчика на частоте выше несущей на (1000±1) Гц, класс излучения A2J

• чувствительность микрофонного входа передатчика на частоте (1000±1) Гц, мВ 50

Технические данные передатчика

• выходная пиковая мощность при работе на активное сопротивление 50 Ом, Вт, не менее 10

• уровень взаимных модуляционных искажений, дБ, не более -26

• подавление несущей частоты, дБ, не менее 40

• подавление нерабочей боковой полосы частот, дБ, не менее 40

• подавление побочных излучений, включая гармонические, дБ не менее 40

• ширина телефонного канала, занимаемого в эфире, кГц, не более 4,5

Технические данные приемника

• чувствительность при отношении сигнал/шум 12дБ, мкВ, не хуже 1,2

• номинальная выходная мощность, мВт, не менее

• при работе на микротелефон 60 Ом 75

• при работе на динамическую головку 4 Ом 500

• коэффициент нелинейных искажений, % не более 7

• полоса телефонного канала по низкой частоте, кГц 3,1±0,3

• двухсигнальная избирательность по соседнему каналу, дБ не менее 70

• ослабление ложных каналов приема, дБ, не менее 70

• интермодуляционная избирательность, дБ, не менее 60

• эффективность системы АРУ, дБ 70/6

Устройства и работа приемопередатчика

Приемопередатчик выполнен по трансиверной схеме. Это означает, что передатчик и приемник имеют между собой много общих узлов. На структурной схеме (рис.2) приемопередатчика можно выделить три типа каскадов:

• работающих только на передачу (обведены сплошной линией);

• работающих только на прием (обведены штриховой линией);

• общих для приемника и передатчика (обведены двойной линией).

Передатчик радиостанции состоит из следующих блоков:

• блока преобразователей (БП), где осуществляется формирование однополосного сигнала и перенос и его спектра в область рабочей частоты радиостанции;

• блока синтезатора частот, обеспечивающего БП напряжениями гетеродинов, необходимыми для формирования выходного сигнала передатчика;

• блока усилителя мощности, который усиливает выходной сигнал БП до требуемой мощности;

• фильтра нижних частот, который производит фильтрации выходного сигнала передатчика, подавляя высшие гармоники некоторые паразитные частоты, получающиеся в результате формирования выходного сигнала;

• согласующего антенного устройства (САУ), которое преобразует сопротивление нагрузки УМщ 50 Ом комплексно-сопряженное сопротивление антенны, обеспечивая согласование активной составляющей сопротивления антенны и компенсацию его реактивной составляющей; САУ – широкодиапазонное и потому обеспечивает работу на три типа штатных антенн, от самой «короткой» («Штырь»), до самой «длинной» («Симметричный вибратор»);

• индикаторного устройства ИУ, конструктивно размещенного в блоке УНЧ приемника, которое позволяет судить о правильности настройки САУ на выбранный тип антенны по максимальному свечению табло;

• системы коммутации, которая обеспечивает выбор рода работы радиостанции и включение приемника.

Приемник радиостанции состоит из следующих блоков:

• согласующего антенного устройства, обеспечивающего преобразование комплексного сопротивления антенны в чисто активное сопротивление входа приемника 50 Ом; это обеспечивает, максимальную передачу ЭДС сигнала, наведенного в антенне, и тем самым увеличивает реальную чувствительность приемника;

• фильтра нижних частот, ослабляющего все сигналы, лежащие выше рабочего диапазона приемника;

• полосового фильтра, ослабляющего нежелательные составляющие, имеющиеся в спектре сигнала третьего гетеродина, которые возникают в процессе формирования этого сигнала;

• аттенюатора, который позволяет ослабить смесь сигнала с помехами и при большом уровне полезного сигнала способствует значительному ослаблению внешних помех;

• блока преобразователей (собственно приемника), обеспечивающего оптимальную обработку принятого сигнала и его демодуляцию;

• блока синтезатора частот, обеспечивающего приемник необходимыми напряжениями гетеродинов;

• блока усилителя низкой частота А1.1, который усиливает низкочастотный сигнал после демодулятора до нужного уровня мощности4

• системы коммутации, которая обеспечивает выбор рода работы радиостанции, переход с передачи на прием и регулировку громкости.

Измерение точности установки частоты производится согласно схеме рис.2 в телефонном роде работы.

При работе на радиостанции необходимо строго выполнять следующие правила, обеспечивающие безопасность оператора:

• заземлять радиостанцию, особенно при работе от сети переменного тока; не заменять предохранители при подключенном питании;

• не касаться выводов антенны и противовеса при работе на передачу во избежание ожогов;

3 Порядок выполнения работы

Измерение точности установки частоты передатчика.

1. Ознакомиться с устройством и работой синтезатора частот радиостанции 2Р20 «Ангара»

2. Ознакомиться со структурной схемой измерений (рис.3). Проверить правильность подключения приборов.

3. Установить частоту радиостанции – КАНАЛ «0».

4. Установить органы управления в следующие положения

РОД РАБОТЫ

Тлф; Связь -

50 Ом

Настраивать передатчик на эквивалент нагрузки не требуется.

5. Подать на вход передатчика от генератора 1 модулирующий сигнал с частотой (1000±1) Гц (контролируется частотомером 6) с уровнем, обеспечивающим получение выходного напряжения 16 В. Контролируется вольтметром 4. Измерить частоту входного сигнала частотомером 6.

6. Абсолютная, точность установки Δf определяется по формуле

±Δf=fизм-1000-fном, (Гц)

где fизм – измеренная частота в Гц;

fном – номинальная частота радиостанции в Гц;

7. Относительная точность установки частоты определяется по формуле:

±(Δf/f)= ±(Δf/fном),

8. Результаты измерений повторить для каналов «1» и «2» и занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ изм.	fном (кГц)	fизм (кГц)	±Δf(Гц)	±(Δf/f)	Uвых (В)
1	1470
2	2735
3	4495

9. Установить переключатель каналов в положение «0». На вход передатчика подать сигнал от генератора 1 с частотой 1000 Гц величиной 50 мВ (контролируется вольтметром В3-38).

10. Измерить частоту и напряжение выходного сигнала.

Повторить измерения для значений частот 300, 500, 1500, 2000, 2500, 3000, 3400 Гц. Результаты измерений занести в таблицу 2

11. По данным измерений построить спектрограмму выходного сигнала Uвч=f(Fвч).

Таблица 2

Fнч (Гц)	Fвч (кГц)	Uвч (В)
300
500
1500
2000
2500
3000
3400

4 Содержание отчета:

1. Структурная схема измерений.

2. Таблицы с экспериментальными и расчетными данными.

3. Спектрограмма выходного сигнала.

4. Выводы по результатам работы.

5 Контрольные вопросы:

1. Назначение возбудителя.

2. Какие функциональные узлы входят в состав возбудителя?

3. Устройство и работа синтезатора частот радиостанции 2Р20 «Ангара».

4. Как производится установка рабочих частот в радиостанции 2Р20 «Ангара».

5. Как осуществляется формирование однополосного сигнала в блоке преобразователей (БП)?

Структурная схема измерения выходной пиковой мощности передатчика

1- генератор сигналов низкочастотный;

2- приемопередатчик;

3- вольтметр низкочастотный;

4- вольтметр;

5 – эквивалент нагрузки 50 Ом;

Структурная схема измерения точности установки частоты

1- генератор сигналов НЧ ГЗ-109;

3- приемопередатчик;

4- вольтметр переменного тока В7-37;

5- эквивалент нагрузки 50 Ом;

6 – частотомер Ч3-63