Учебники / УПиОС Плаксиенко_2004

Устройства приема и обработки сигналов

РПрУ ДКМ она обеспечивает изменение выходного напряжения на 4...6 дБ при изменении входного напряжения на 100 дБ и более.

Настройка на рабочую частоту производится автоматически при наборе на тастатуре ПУ значения принимаемой частоты. Управление, как правило, местное или дистанционное.

Для контроля и управления широко используются микропроцессоры (МП). Функциональные, блоки профессионального РПрУ представляют собой самостоятельные конструктивно законченные устройства, что позволяет при различной их компоновке значительно расширить применимость данного приемника. Приемники, как правило, снабжают дополнительными функциональными блоками, расширяющими их возможности и улучшающими технические характеристики; они имеют небольшую массу и габариты, обладают высокой прочностью и вибростойкостью, а также возможностью работы в различных климатических условиях.

Рассмотрим структурную схему профессионального приемника

(рис 13.2).

Микропроцессорный встроенный блок управления (БУ) осуществляет автоматизированное управление всеми узлами РПрУ, а также контроль с передней панели по шине данных и интерфейсу с внешних устройств. Приемник имеет модульное построение, позволяющее изменять его структуру. Диапазон рабочих частот 10 кГц... 30 МГц. Перестройка частоты осуществляется с шагом 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц с помощью ручки «Настройка», а также с цифровой тастатуры. Индикатор частоты настройки - семиразрядный дисплей на жидких кристаллах.

Приемник обеспечивает прием сигналов Al, A2, A3, АЗА, АЗВ, АЗН, A3J, F1, а при включении телеграфного демодулятора - F4, F6. Чувствительность РПрУ при отношении сигнал/шум 10 дБ составляет 0,75...3 мкВ. Диапазон рабочих частот перекрывается десятью фильтрами: при приеме сигналов с частотой до 0,5 МГц — ФНЧ в диапазоне 0,5...1,5 МГц

-ПФ, в диапазоне 1,5...30 МГц — восемью ПФ.

Вприемнике применено двойное преобразование частоты. В тракте второй промежуточной частоты имеются переключаемые ФСИ. Избирательность по зеркальному каналу 80 дБ, по соседнему—более 90 дБ. Регулировка усиления в тракте второй промежуточной частоты—ручная (РРУ), ручная совместно с автоматической или только АРУ; диапазон регулировки более 100 дБ. Приемник имеет два интерфейсных канала управления. По одному каналу информация вводится и выводится в параллельном коде, по другому — в последовательном.

321

Учебное пособие

Рис. 13.2

322

Устройства приема и обработки сигналов

Приемник состоит из ВЧ секции, включающей в себя преселектор

иблоки первой и второй промежуточных частот; демодулятора вида работ; опорного блока первого и второго гетеродинов; блока управления (БУ), содержащего панель управления и микропроцессорный контрольный модуль (цифровые блоки на рисунке не показаны). Кодовые команды воздействуют на блоки РПрУ непосредственно с помощью дешифраторов и ЦАП; шина данных имеет вывод информации через усилитель и электромеханический фильтр.

Сигнал с антенны после аттенюатора с двумя ступенями 0 и 20 дБ поступает на вход блока фильтров преселектора. Для контроля чувствительности РПрУ в ВЧ секции имеется генератор шума (ГШ). Выбор нужного фильтра осуществляется по коду частоты, поступающему по шине данных из блока управления. Дешифратор в ВЧ секции преобразует код частоты в команду включения соответствующего фильтра. Аналогично

подключаются аттенюатор и ГШ. В ПЧ1 ВЧ сигнал преобразуется в сигнал первой промежуточной частоты, равной 81,4 МГц. Кварцевый фильтр сужает полосу пропускания до 12 кГц. Далее сигнал усиливается

ипоступает в блок второй промежуточной частоты. В ПЧ2 сигнал преобразуется во вторую промежуточную частоту, равную 1,4 МГц, после чего поступает на один из десяти ФСИ, которые включаются в зависимости от

вида работы. Далее сигнал поступает в субблок УПЧ2, содержащий два независимых регулируемых канала для верхней и нижней боковых полос (ВП и НП). В каналах предусмотрены РРУ и АРУ. Команды на включение вида регулировки усиления (усиление на второй промежуточной частоте) в виде кодовых команд по шине данных РПрУ поступают на дешифратор, который определяет включение нужного вида регулировки. С

выхода субблока УПЧ2 сигнал поступает на демодулятор.

Синтез частот первого гетеродина (81,4...11,4 МГц) осуществляется с помощью двух колец ФАПЧ и тройного преобразования частоты. Встроенный высокостабильный генератор ОГ на 10 МГц определяет стабильность частоты гетеродинов и может быть синхронизирован внешним

более стабильным эталоном частоты с помощью ФАПЧ3. Частота второго гетеродина формируется из частоты ОГ последовательным умножением на 2 и на 4 (вторая промежуточная частота равна 80 МГц). Управление установкой частоты производится с помощью двух ДПКД, коэффициент деления N которых изменяется в зависимости от частоты настройки при

включении одного из двух генераторов в кольце ФАПЧ1. Выбор необходимого генератора и коэффициентов деления ДПКД определяется кодом частоты, поступающим с шины данных РПрУ. Демодулятор имеет третий гетеродин, частота которого изменяется с шагом по 100 Гц от 1,3969 до

323

Устройства приема и обработки сигналов

В РПрУ ОРС высокочастотный тракт строится так же, как в приемниках АМС, но его полоса пропускания в 2 раза меньше и он настроен так, что несущее колебание попадает на границу полосы пропускания. Так как несущее колебание при ОРС ослабляют, то в месте приема должно быть восстановлено несущее колебание. Биение принятого радиосигнала с восстановленным несущим колебанием позволяет выделить спектр частот модуляции.

Структурная схема супергетеродинного приемника ОРС с одно-

кратным преобразованием частоты имеет вид, представленный на рис.

13.4,

Рис. 13.4

где ФПС фильтр пилот-сигнала; ФБП – фильтр боковой полосы.

В системах ОРС предусматривается излучение специального пи- лот-сигнала, частота которого выбирается вне спектра боковых частот модуляции и отличается от частоты несущего колебания на заранее известную величину. При использовании пилот-сигнала восстановление несущего колебания осуществляется путем дополнительного преобразования частоты выделенного пилот-сигнала. Пилот – сигнал выделяется узкополосным, обычно кварцевым фильтром пилот-сигнала (ФПС), включаемым на выходе УПЧ. АПЧ первого гетеродина ПГ1 и АРУ осуществляется по пилот-сигналу.

На линиях КВ связи сигналы подвержены избирательным замираниям, поэтому система АПЧ приемников ОРС, должна сохранять настройку приемника при пропадании пилот-тона, т.е. должна обладать памятью.

325

Устройства приема и обработки сигналов

Ux Um cos[( 0 )t ] Umг cos( 0t) 12 Um Umг cos( t )

12 Um Umг cos[(2 0 )t ] ,

ФНЧ выделяет первое слагаемое, поэтому:

Uвых 12 Um Umг сos( t ) .

Рассмотрим структурную схему частотного тракта приёма ОРС приёмника магистральной радиосвязи, представленную на рис.13.7,

Рис. 13.7

где ФВБПфильтр верхней боковой полосы, ФНБПфильтр нижней боковой полосы, ФОНфильтр остатка несущей частоты, У - усилитель; ГН – генератор несущей частоты; Д – детектор;

РЧ регулятор частоты.

В схеме предусмотрена возможность приёма сигналов с остатком несущей (ОН) и без несущей (БН). На вход тракта поступает сигнал от общего линейного тракта (ОЛТ) приёмника.

Если принимают сигнал с ОН (А3А), то частота генератора несущей частоты (ГН) подстраивается по частоте ОН при помощи системы ФАПЧ, которая содержит ФД, ФНЧ и РЧ. На демодулятор сигналов боковых полос поступают напряжения ГН и сигнал с У. Для уменьшения помех полоса пропускания ФОН должна быть возможно более узкой.

327

Учебное пособие

При приёме сигнала без несущей БН (А3J) на демодуляторы подаётся напряжение от высокостабильного опорного генератора ОГ (например, синтезатора частоты). В этом режиме стабильность частоты пере-

датчика и настройки приёмника в диапазоне КВ должна быть не хуже

10-7 .

Двойное преобразование частоты используют, если в системе с однополосной радиосвязью излучаются две или более независимых боковых полосы, несущих различные сообщения, и пилот-сигнал (маломощные синусоидальные колебания определённой частоты), необходимый для АПЧ. Частота пилот-сигнала отстоит от ближайших сигналов примерно на 300 Гц. Ясно, что на ПЧ fпч=465 кГц разделение каналов практически невозможно. Поэтому в ПЧ2 снижают частоту до нескольких кГц и часто применяют кварцевые фильтры (КФ) для каждого канала (рис.

13.8).

Рис. 13.8

13.3. Приемник радиотелефонной УКВ станции

Приемник радиотелефонной УКВ станции выполнен по схеме с одним преобразованием частоты и может работать на фиксированных переключаемых рабочих частотах, число которых n = 12, т. е. обеспечивается работа на 12 каналах. Структурная схема приемника приведена на рис. 13.9,

328

Устройства приема и обработки сигналов

Рис.13.9

где 1 – радиочастотный блок; 2 – блок промежуточной частоты;

3 – низкочастотный блок с устройством блокировки шумов;

4 – блок возбудителей гетеродинов приемника; КвФ – кварцевый фильтр; УО – усилитель-ограничитель.

На входе радиочастотного блока расположен контур ВЦ для согласования антенны и УРЧ. Избирательность по зеркальному каналу обеспечивается ВЦ и четырехконтурным полосовым фильтром в двух каскадах УРЧ. На СМ подается умноженный на 3 сигнал кварцевого генератора гармоник. На каждый из 12 каналов используется самостоятельный кварцевый генератор (возбудитель), поэтому используются от 1 до 12 генераторов. Переключение каналов осуществляется переключением заземляющего провода источника питания с одного кварцевого генератора гармоник на другой. Полосовой и кварцевый фильтры (ПФ, КвФ) настроены на промежуточную частоту, равную 10,7 МГц. Далее сигнал подается на трехкаскадный УПЧ. В качестве первых каскадов УПЧ применяются усилители с резонансными фильтрами для обеспечения большого усиления. Далее апериодические усилители работают в качестве ограничителей сигнала для частотного дискриминатора. С выхода ЧД сигнал поступает на УНЧ и на вход устройства блокировки шумов (УБШ). УБШ работает от компонентов шума частотой выше 4 кГц, которые выделяются ФВЧ. При приеме сигнала достаточной величины (помехи малы) УБШ заперто и не влияет на работу УНЧ. При отсутствии полезного сигнала УБШ отпирается и шунтирует сигнал на входе УНЧ.

Приемник имеет следующие характеристики.

329