Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
9.99 Mб
Скачать

- 160 -

напряжение сигнала

ис = Uс СОЗ иJс t .

Характеристика кристалла - зависииость тока кристалла от напряжения ia-f(sa) нелинейная. Ее можно приближенно представить

в виде:

й = а и а. + S u a >

(4.71)

где а и § - постоянные величины.

Найдем ток кристалла, полагая, что иа - Up + Uc .

В соответствии о выражением (4.71) имеем:

ia=a(Vr eosoor t+Uccosu)ct) +6 (Ur cos cjr t + Vc coscoc {f

=

/

 

 

 

= a up cos соr 1

о 2

2

+

1- a Uc cos toc i +■о Ur cos oor t

+ 2

$ U„ U„ COS(OntcO SLO j +§ U

COS C j i

 

n c

p

c

c

c

Преобразуем это выражение, заменив в нем квадраты косинусов и произведения косинусов

а

2

' с

г '

г

' г

,2

р

п

/2

+aUc cosuJct+j;&Uc coS2cjc t+llUc U'r, cos(cor + toc) i +

+ Suc Ur cos (ujr - coc ) t .

N

 

-

161

-

 

Из

полученного выражения видно,

что среди составляющих тока,

протекающего через кристалл, имеется

составляющая

с частотой

Wr -W . =.ЮПр . На частоту fnp=

 

» назш аемую промежуточ­

ной, настроен колебательный контур

с

параллельным

соединением L

и С ,

включенный в цепь кристаллического диода.

 

д л я

т о к а

 

 

 

 

= $ ис (О Un C0S ( шг ~ Ыс ) *

(4.72)

контур

представляет большое сопротивление, а для

остальных со­

ставляющих - малое. Следовательно, на зажимах контура можно вы­ делить напряжение полезного сигнала на частоте

.Усилители промежуточной частоты, применяемые в радиолокацион­ ных приемниках, представляют собой ламповые усилители с нагрузкой в виде колебательных контуров в анодной цепи. Все колебательные контуры усилителей имеют фиксированную настройку. С целью дости­

жения высокой избирательности при необходимой полосе частот усили­

тели промежуточной частоты имеют два (а иногда и более) колебатель­ ных контура, связанных между собой. Применение в одном усилителе

нескольких колебательных контуров позволяет получить резонансную кривую, близкую по форме к прямоугольнику. Такие усилители приня­

то называть п о л о с о в ы м и .

Полосовые усилители в сравнении с резонансными имеют более

лучшую избирательность и форму резонансной кривой, что позволяет,

в свою очередь,осуществлять равномерное усиление полезных сигна­

лов в определенной полосе частот (рис.4.57).

Схемы выполнения полосовых усилителей могут быть раажчными. Широка

например, применяются двухконтурные усилители с индуктивной связью Мс:::ду конторами. Настройка контуров полосового усилителя на резо­

- 162 -

нансную частоту выполняется при помощи магнетиговых сер­ дечников катушек индуктивностей и полупеременных конденсаторов.

Летектоо. Радиочастотный сигнал, принятый антенной приемника и усиленный усилителями высокой и промежуточной частот, в боль­ шинстве случаев не монет быть использован непосредственно в око­ нечном устройстве, подключаемом к выходу радиолокационного прием­ ника. Радиочастотные импульсы должны быть преобразованы в видео­ импульсы, т .е . необходимо выделить напряжение, форма которого со­ ответствует огибающей радиоимпульсов. Этот процесс, обратный про­ цессу модуляции, называют детектированием, а устройство, при по­ мощи которого осуществляется детектирование, - д е т е к т о ­

ро м .

Врадиолокационных приемниках в качестве детектора, как пра­ вило, применяются электронные лампы (диоды, триоды и более слож­ ные лампы), а в некоторых случаях - кристаллические детекторы.

Рассмотрим работу диодного детектора. При детектировании ис­ пользуется свойство односторонней проводимости диода - пропус­ кать ток в анодной цепи только в одном направлении: от анода к катоду. Схема диодного детектора изображена на рис. 4.58. высо­ кочастотный сигнал промежуточной частоты действует на зажимах контура . Ток через диод течет только в течение положитель­ ных полупеоиодов (рис. 4.59). В цепи диода, кроме колебательного

контура L i С± , включены параллельно сопротивление R

и кон-

- 163 -

От т

Рве. 4.58

рве. 4.60

денсатор Сg (рис.4 .58). Импульс тока, проходя через цепь

R н ~ Са , создает падение напряжения и заряжает конденсатор С2 .

В паузе между импульсами конденсатор Сд несколько разряжается на

сопротивлении

В.н . Следовательно,

напряжение на сопротивлении

J?H не падает

до нулевой величины,

а поддерживается

примерно

постоянным, в

сеточной цепи лампы Л 2 видеоусилителя

дополнитель­

но включается фильтр R g - ^3 > сглаживающий пульсации напряжения в течение длительности радиоимпульса. Таким образом, подав на вход детектора радиоимпульс (рис.4.58), на выходе детектора полу­ чают преобразованный сигнал, форма которого соответствует огибаю­ щей радиоимпульса.

Видеоусилители предназначены для усиления видеоимпульсов. Что­ бы исключить искажение формы видеоимпульсов, видеоусилители долж­ ны иметь достаточно широкую полосу частот. Полоса пропускания уси­ лителя выбирается равной не менее половины полосы частот высоко­ частотных каскадов приемника, так как полоса спектра частот видеоимпульсов равна половине полосы спектра частот радиоимпуль­ сов.

Схема одного из видеоусилителей изображена на рис. 4.50. Анод­

ная нагрузка представляет

собой последовательно включенные сопро­

тивления

Б а и катушку

индуктивности L а .

 

Катушка

индуктивности

L a компенсирует вредное влияние

на

частотную характеристику

ыеждуэлектродной емкости лампы А^

в

области высоких частот видеодиапазона, так как с увеличением ча­ стоты индуктивное сопротивление X^=odL увеличивается.

Оконечный каскад видеоусилителей иногда выполняется по схеме

с нагрузкой в цепи катода (рис.4.61). Такой усилитель принято на­

зывать катодным

п о в т о р и т е л е м .

Катодный повторитель

применяется, например, для лучшего согласования видеоусилителя

радиолокационного приемника с кабелем, по которому необходимо

передать видеосигналы к индикаторам или счетно-решающему устрой­ ству. Кабель обычно имеет значительную емкость С .

Если кабель присоединить к анодной нагрузке видеоусилителя.

 

- 165 -

 

 

 

то в

области высоких частот еикостное сопротивление

Хп —

иокет

 

с

со с

оказаться палым в сравнении с анодной нагрузкой, т .е .

анод­

ная нагрузка будет вунтирована малым сопротивлением

Хс

,

в ре-

§ 6. Типовые блок-схемы радиостанций Комплектация радиостанций определяется ее назначением, вариан­

том транспортировки, потребностями управления, диапазоном частот, видами работ и другими факторами.

В общем случае радиостанция может содержать следующие элементы: передатчик, приемник, выпрямитель для питания от сети переменного тока, пульты управления для непосредственного и дистанционного уп­ равления, оконечные устройства (микрофон, ларингофоны, телефоны, громкоговоритель, телеграфный ключ, телеграфный аппарат и т .д .) , источники электрической энергии (электростанции, аккумуляторы, гальванические элементы), антенны, устройства для настройки и контроля работы, а также вспомогательные устройства. Передатчик, приемник и выпрямитель иногда называют соответственно элемента­ ми А, Б и В.

Рассмотрим некоторые варианты построения передатчиков и прием­ ников, как основных элементов радиостанции.

Приемо-передатчик современной УКВ телефонной радиостанции обычно имеет дискретный диапазон частот. Он состоит (рис.4.6й) из воз­ будителя, передающего тракта и приемного тракта. Возбудитель с

 

 

 

 

- 166 -

 

 

 

 

 

 

передающий трактом составляет радиопередатчик,

а с приемный трак­

 

том - радиоприемами. Схема приеыо-передающьй радиостанции, в ко­

 

торой некоторые элементы являются общими для радиопередатчика и

 

радиоприемника,

называется

т р а н с и в е р н о й

 

с х е м о й .

 

В этой схеме роль общего элемента выполняет возбудитель. Радио­

 

станция, собранная по трансиверной схеме, может быть только симп­

 

лексной или полудуплексной.

 

 

 

 

 

 

 

 

Возбудитель

служит для получения

высокостабильных колебаний

 

заданной частоты. Схема возбудителя

зависит от гребуемой стабиль­

 

ности частоты и метода ее реализации. В простейшем случае он со­

 

стоит из одного генератора с самовозбуждением, преобразующего

 

энергию постоянного тока источника питания в энергию переменного

 

тока нужной частоты. В передатчике такой генератор называется

 

задающим генератором (так как он "задает" частоту),

а в приемни­

 

ке -

гетеродином.

 

 

 

 

 

 

 

 

Возбудитель о диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты,как

 

показано на рис.4.62, включает генератор плавного диапазона

(ГПД),

 

датчик опорных частот (ДОЧ)

и систему автоматической подстройки

 

частоты (АПЧ), генератор плавного диапазона служит первоисточни­

 

ком колебаний частоты f rnA

* при передаче он выполняет роль

за­

 

дающего генератора, при приеме - роль гетеродина.

 

 

 

 

Для повышения стабильности частоты f

РПА

производится

авто­

 

матическая

подстройка ее по высокостабильной опорной частоте ^ оп .

 

Высокая стабильность опорных частот обеспечивается с помощью

 

кварцев. Их источником является дашик

опорных частот.

Схема дат­

Г

чика

опорных частот зависит

от системы управления радиостанцией,

 

т .е .

от метода управления колебаниями и

от метода перестройки ра­

 

диостанции с одной частоты на другую. Простейший датчик имеет вы­

 

сокочастотный кварцевый генератор с

частотой ^

 

,

кварцевый

 

генератор видеоимпульсов с частотой повторения

J ц

и

смеситель.

 

Смеситель пропускает колебания высокой частоты

генератора толь­

 

ко в течение времени действия очередного видеоимпульса. В резуль­

 

тате на выходе смесителя образуются радиоимпульсы с частотой пов­

 

торения Т и

и

часздтой заполнения

 

.

 

 

 

 

 

Как было изложено выше, спектр радиоимпульсов дискретный и со­

держит колебания частоты заполнения и гармоники. Частоты состав­ ляющих спектра являются опорными и определяются по форм,,ле:

I

hH 04

Рнс. 4.62

-168 -

Л/7 “ А * ±П ЭГи >

где ^ оп - опорная частота;

j?Kfi - частота кварцевого высокочастотного генератора;

Уц - частота повторения видеоимпульсов;

тг - номер гармоники; п = 1 ,2 ,8 ,...

Выбор нужной гармоники (опорной частоты) осуществляет опера­ тор радиостанции путем примерной настройки на нее генератора плавного диапазона. Затем включается система автоматической под­ стройки частоты (АПЧ). Система АПЧ обеспечивает равенство

 

 

^ г п д ** < / оп

г

где

j

}дп - одна из опорных частот,

выбранная оператором при

настройке радиостанции.

 

 

Знак

приближения в указанном равенстве обусловлен принципом

работы системы АПЧ. Чем качественнее система АПЧ, тем точнее со­ блюдается это равенство. Увеличение количества опорных частот до­ стигается путем смены кварцев высокочастотного генератора.

Система

АПЧ состоит из

управляемого

реактивного

элемента

и

дискриминатора, управляемый реактивный

элемент обладает

индуктив­

ностью .^

(или емкостью

Сэ ) , "величина которой зависит

от

на­

пряжения на его входе. Это напряжение называется управляющим

 

Uynp . так

как оно управляет величиной

L ,3 (или

Сэ

) .

Катуш­

ка индуктивности и конденсатор обладают реактивными сопротивления­ ми. Отсюда происходит название - . р е а к т и в н ы й э л е ­ м е н т .

Индуктивность L,3 входит в состав контура генератора плавного

диапазона. Поэтому частота

зависит не только от индуктивно­

сти L K и емкости Ск контура,

но и от L,3

 

 

 

-

169

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1_________

 

 

 

 

Значение

L,

изменяется при настройке, а

X

- sa счет

ра­

боты системы АПЧ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение

частот ^

ГпА и

 

осуществляется

дискриминато-

оом. Если под действием дестабилизирующих факторов

изменится /

/’ЛД’ »

то на выходе дискриминатора появится

 

 

 

 

управляющее напряжение JJ ^ .

Его величина

пропорциональна разности

^ ППА~ ^ 0П

» а полярность

зависит от знака этой разности,

т .е .

от того,

увеличится или

умень­

ш и т с я ^ ,^

относительно

. Управляющее напряжение изменя­

ет индуктивность

£ ,э

(или емкость

Сэ ) таким

образом, что

вос­

станавливается равенство ^ гп^ ^

оп-

 

 

 

 

 

При передаче

колебания ГПД усиливаются в передающем тракте

и вы­

даются в антенну. Усиление необходимо для увеличения дальности свя­ зи и повышения ее помехоустойчивости. Чтобы на выходе передатчика получить колебания более высоких и более низких частот по сравнению с / ГПА • в передающем тракте, кроме усиления, осуществляется еще

умножение или деление частоты.

Умножение и деление частоты означает увеличение и уменьшение ча­

стоты I г п а в

целое число раз.

Они позволяют при одной и той же

"р п д получить

несколько

частот

на выходе передатчийа. Применение

умножителей обеспечивает,

кроме

того, повышение стабильности часто­

ты колебаний.

В усилителях и иногда в умножителях осуществляется модуляция колебаний высокой частоты колебаниями низкой частоты, поступающими, например, от микрофона или ларингофонов. Колебания микрофона или ларингофонов обычно усиливаются. Усилитель называется модулятором, так как его колебания воздействуют на амплитуду колебаний высокой частоты.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ