книги из ГПНТБ / Бородич, Сергей Владимирович. Радиорелейная связь учебник для техникумов связи

линейные искажения сообщения на выходе частотного детектора, и, следовательно, переходные разговоры в каналах. Этот вопрос

подробно рассмотрен в гл. 8.

Из вышеизложенного следует, что основная задача ограни­ чителя заключается в подавлении паразитной амплитудной мо­ дуляции сигнала, поступающего на частотный детектор.

На рис. 3.57 приведена характеристика ограничителя, приме­ няемого в приёмниках радиорелейной аппаратуры, показываю­ щая зависимость напряжения на выходе от напряжения на входе. Напряжение, при кото­ ром характеристика становит­ ся практически горизонталь­ ной, называется порогом огра­ ничения (Uп ). Для повыше­ ния надёжности работы огра­ ничителя к нему подводят на­ пряжение Up в 2—3 раза вы­

ше порога.

Качество ограничения мож­ но оценить отношением коэф­ фициента амплитудной модуляции на входе ограничителя к

коэффициенту амплитудной модуляции на его выходе. Это отно­ шение в приёмниках многоканальных радиорелейных линий должно быть порядка 100—500. Получить таиую высокую сте­ пень подавления амплитудной модуляции можно с помощью 2—3-ступенных ограничителей на ламповых схемах, дополнен­ ных кристаллическими диодами.

Ограничительное действие ламповых схем достигается за счёт появления сеточных токов или за счёт отсечки анодного тока.

В первом случае на сетку подаётся большое напряжение сигнала, а в сеточную цепь включается большое сопротивление, на котором за счёт сеточного тока получается отрицательное смещение, уменьшающее усиление ступени. При изменении амп­ литуды сигнала изменяется и величина смещения.

входного напряжения за счёт амплитудной модуляции величина импульсов анодного тока, а следовательно, и первая гармоника анодного тока остаются постоянными.

На рис. 3.58 приведены диаграммы, поясняющие работу ограничителей.

Если считать, что паразитная амплитудная модуляция соз­ даётся модулирующим сигналом, то постоянные времени сеточ­ ных цепей должны быть меньше периода колебаний, соответст­ вующих наивысшей частоте модуляции. При модуляции шумами в спектре присутствуют составляющие с частотами, равными

130

максимальной пропускаемой частоте, поэтому постоянная вре­ мени цепей ограничителя должна быть также мала.

Для повышения эффективности ограничения применяют ог­ раничители, состоящие из двух ступеней, первая из которых имеет очень малую постоянную времени и защищает частотный

Рис. 3.58. Диаграммы работы ограничителей

д е т е к т о р о т и м п у л ь с н ы х п о м е х , а в т о р а я и м е е т б о л ь ш у ю п о с т о ­ я н н у ю в р е м е н и .

О г р а н и ч и т е л ь н ы е с в о й с т в а с т у п е н е й у л у ч ш а ю т с я с п о н и ж е ­ н и е м н а п р я ж е н и й н а а н о д е и э к р а н и р у ю щ е й с е т к е , н о п р и э т о м с и л ь н о п а д а е т в ы х о д н о е н а п р я ж е н и е . В а н о д н ы х ц е п я х о г р а ­ н и ч и т е л е й м о г у т в к л ю ч а т ь с я п о л о с о в ы е и л и о д и н о ч н ы е к о н т у р ы

Рис. 3.59. Схема двухступенного ограничителя

в зависимости от величины промежуточной частоты требуемой полосы пропускания и т. д. При широкой полосе необходима хорошая фильтрация напряжения после ограничителя во избе­

жание искажений.

На рис. 3.59 приведена схема двухступенного ограничителя с ограничением по сетке и аноду.

Для получения очень хорошего ограничения с малой посто­ янной времени используются схемы с кристаллическими дио­ дами (рис. 3.60а). Напряжение с анода лампы подаётся на кон­ тур, параллельно ему подключены два кристаллических диода, на которые поданы некоторые начальные напряжения Е х и Е2.

До тех пор пока напряжение на контуре не превышает Е х и Е2, величина этого напряжения определяется эквивалентным сопро­ тивлением контура. В том случае, когда напряжение на контуре превышает начальные напряжения на кристаллах, через послед­ ние течётток, контур дополнительно шунтируется, его эквива­ лентное сопротивление падает и напряжение, снимаемое с пего, практически остаётся постоянным по величине. Один кристал­ лический диод работает во время положительной полуволны напряжения на контуре, а другой — во время отрицательной полуволны.

Рис. 3.60. Схема ограничителя на кристаллах

На рис. 3.606 приведена практическая схема ограничителя на кристаллических диодах. Диоды включены через раздели­ тельный конденсатор Сi параллельно одиночному контуру, на­ ходящемуся в анодной цепи усилительной лампы. Переменное напряжение с контура подаётсй на сетжу следующей лампы че­ рез ёмкость С2. Начальные смещения на диодах задаются потен­ циометром jRi, R2 . Следует иметь в виду, что для эффективного ограничения сопротивление R i должно быть значительно мень­ ше эквивалентного сопротивления контура. Порог ограничения определяется величиной начального смещения на каждом диоде £1 = £2 = 0,5 ДоОграничитель на кристаллических диодах рабо­ тает эффективно, если сопротивление диода в направлении про­ водимости значительно меньше эквивалентного сопротивления в анодной цепи лампы.

Частотный детектор служит для детектирования частотномодулированиых колебаний. Характеристика частотного детек­ тора, представляющая зависимость напряжения на выходе детек­ тора от частоты колебаний на его входе, изображена на рис. 3.61. В аппаратуре многоканальных радиорелейных линий с частот­ ным уплотнением к частотным детекторам предъявляются очень строгие требования на допустимую величину нелинейных иска­ жений. Эти требования тем строже, чем больше пропускная спо­ собность линии. Наиболее широкое применение в аппаратуре, радиорелейных линий находит схема частотного детектора с двумя расстроенными контурами, включёнными в анодных це-

132

пях двух усилительных ступеней, управляющие сетки котопых соедйнены с нагрузкой ограничителя. Схема каждого плеча со­ вершенно симметрична' относительно земли, что позволяет по­ лучить симметричную ' характеристику частотного детектора, обеспечивающую минимальные нелинейные искажения второго порядка (по второй гармонике).

Подобные частотные детекторы имеют очень высокие качест­ венные показатели, но несколько сложны в налаживании, по--

значения промежуточной частоты. Напряжения, развиваю­ щиеся на этих контурах, детектируются обычными амплитудны­ ми детекторами Д\ и Д 2. Выпрямленные напряжения выделя­ ются на нагрузочных сопротивлениях R \ и Я2. Выходное напря-- жение равно разности выпрямленных напряжений обоих плеч. На средней частоте напряжения на контурах одинаковы и выход-

ное напряжение равно нулю. При отклонении частоты от среднего значения, напряжение на одном контуре увеличивается, на дру­ гом уменьшается, величина и знак выходного напряжения опре­ деляются расстройкой. При соответствующем подборе элементов

133

схемы получается линейная характеристика частотного детек­ тора. Описанная схема имеет симметричный выход, поэтому для перехода к несимметричным элементам нужно какое-то допол-

ДР

нительное устройство, например ступень сложения на двойном триоде (рис. 3.62).

В схеме детектора второго типа (рис. 3.63) связанные кон­ туры настраиваются на среднее значение промежуточной час­ тоты. Выпрямленное напряжение снимается с сопротивлений R i

и U", прикладываемые к амплитудным детекторам, равны меж­ ду собой и выходное напряжение равно нулю. При отклонении частоты от среднего значения угол сдвига фаз между напряже­ ниями U1 и 0,5 U2 отличается от 90° и U'>U" или U">U' и вы­ ходное напряжение положительно или отрицательно. Эта схема имеет несимметричный выход, поэтому для перехода к прочим

134

Х а р а к т е р и с т и к а ч а с т о т н о г о д е т е к т о р а п е р в о г о т и п а о п р е д е ­

+ (*о — х)2

г д е

к сп— к о э ф ф и ц и е н т с в я з и .

С л е д у е т о т м е т и т ь , ч т о п р и в е д ё н н ы е ф о р м у л ы с п р а в е д л и в ы

З а д а ч а п о л у ч е н и я л и н е й н о й х а р а к т е р и с т и к и с в о д и т с я к т а к о й

д е л я ю т с я и з м е н е н и е м к р у т и з н ы

к р и в о й п р и и з м е н е н и и о т к л о н е н и я ч а с т о т ы о т с р е д н е г о з н а ч е н и я .

К о э ф ф и ц и е н т ы н е л и н е й н ы х и с к а ж е н и й п о в т о р о й и т р е т ь е й г а р ­

г д е S i — з н а ч е н и е к р у т и з н ы п р и р а с с т р о й к е , р а в н о й •— A f, S 2 — з н а ч е н и е к р у т и з н ы п р и р а с с т р о й к е , р а в н о й + А f,

S 0 — с р е д н е е з н а ч е н и е к р у т и з н ы .

Н а п р а к т и к е п о л у ч е н и е к р и в о й к р у т и з н ы п р о и з в о д и т с я п р и

135

помощи «прощупывания» характеристики частотного детектора частотно-модулированным сигналом с маленькой девиацией час­ тоты, раз в десять меньшей полной рабочей девиации. Напряже­ ние, измеряемое при этом на выходе частотного детектора, про­ порционально крутизне (см. гл. 9, § 9.5).

Считая, что кривая симметрична, или к2 <^к3, задаваясь тре­ буемым коэффициентом нелинейных искажений, можно опреде­ лить допустимое изменение крутизны. На рис. 3.66 приведена за­ висимость нелинейных искажений по третьей гармонике от изме­

нения крутизны, где Ь3 — затухание нелинейности (b 3 — In— ^

Крутизна характеристики частотного детектора первого типа определяется выражением

So

данным кривым можно выбрать величины х и х0, по которым затем определить остальные параметры частотного детектора.

На рис. 3.69 приведены обоб­ щённые характеристики частот­ ного детектора второго типа.

Для работы в ступенях огра­ ничителей и частотного детектора применяются те же пентоды, ко­ торые используются для усиле­ ния на промежуточных частотах. В качестве амплитудных детек­ торов применяются как ламповые диоды, так и кристаллические германиевые диоды. Конструк­ ция, монтаж, расположение дета­ лей, подводка питания и конт­

рольных цепей в ступенях ограничителя и частотного детектора совершенно такие же, как в ступенях усилителя промежуточной частоты.

В приёмниках радиорелейных линий с временным уплотне­ нием и импульсной модуляцией для детектирования сигнала применяются импульсные детекторы. Импульсный детектор включается на выходе усилителя промежуточной частоты, огра­ ничение амплитуды сигнала на входе детектора не применяется.

В качестве импульсных детекторов обычно используются

£6

ламповые или кристаллические диоды. Основное требование, к о - торому должен удовлетворять импульсный детектор, это неис­ кажённое воспроизведение формы импульса при детектировании. Искажения, вносимые детектором, проявляются в увеличении

5

Рнс. 3.67. Обобщённые характеРис. 3.68. Обобщённые характеристики ристики для частотного детектокрутизны частотного детектора 1-го типа

pa 1 -го типа

времени нарастания ( ty ) и времени спадания (tc) импульса (рис. 3.70). Неискажённое детектирование импульсов возможно при условии, если длительность импульса т много больше пе-

риода колебаний промежуточной частоты. На рис. 3.71 приве­ дена схема диодного импульсного детектора. Напряжение про­ межуточной частоты, развиваемое на контуре С, L, подаётся на диод, а продетектирозанные импульсы снимаются с нагрузки RH Сн. Для устойчивой работы всего приёмного устройства де­ тектор должен иметь по возможности высокий коэффициент пе­ редачи напряжения и надёжно защищать усилитель импульсов от попадания в него колебаний промежуточной частоты с выхода детектора. Эти требования находятся в некотором противоречии с основным требованием, предъявляемым к детектору. На самом деле, на время установления и спадания импульса сильно влияет ёмкость нагрузки См; чем меньше эта ёмкость, тем меньше вре-

137

•мя установления и спадания импульса. Но эта ёмкость не может

•быть сделана меньше, чем ёмкость Сак диода, она должна быть такой, чтобы падение напряжения промежуточной частоты на нагрузке R H и Сн было мало и чтобы основная доля напряже­ ния приходилась на сам диод, т. е. должно быть

Сн ^ \§Сак.

Для повышения эффективности работы импульсного детек­ тора, особенно при детектировании коротких импульсов, приме­ няют схему двухтактного диодного детектора.

§ 3.7. Оконечные усилители

Оконечные усилители включаются на выходе детектора при­ ёмника или на входе модулятора передатчика на оконечных и главных станциях радиорелейной линии и служат для усиления передаваемых по линии сигналов. В зависимости от вида этих сигналов различают три типа оконечных усилителей, применяе­ мых в аппаратуре радиорелейных линий: групповые усилители, видеоусилители и импульсные усилители.

Групповые усилители предназначены для усиления многока­ нального. сообщения, подаваемого от аппаратуры уплотнения на модулятор передатчика или от частотного детектора приём­ ника на аппаратуру уплотнения. Групповые усилители приме­ няются в аппаратуре радиорелейных линий с частотным уплот­ нением.

На радиорелейных линиях с временным уплотнением вместо групповых усилителей применяют импульсные усилители, по­ скольку передаваемые по линии сигналы в этом случае пред­ ставляют собой последовательность импульсов.

Видеоусилители предназначены для усиления телевизионных сигналов и применяются в аппаратуре телевизионных радиоре­ лейных линий.

138