прочее / Лекция 2

11

Д-452

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

КАФЕДРА СВЯЗИ

"УТВЕРЖДАЮ"

начальник цикла РСС

полковник =П.Оленцевич=

"___" ___________ 2004 г.

ДИСЦИПЛИНА Д-452

УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОЕННЫХ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ

ТАКТИЧЕСКОГО ЗВЕНА УПРАВЛЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ТЕМА 1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ НОСИМЫX

РАДИОСТАНЦИЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

ЛЕКЦИЯ №2

РАДИОСТАНЦИЯ Р-159М.

МИНСК

ЛЕКЦИЯ №1: РАДИОСТАНЦИЯ Р-159М.

Учебные цели: обучаемые должны

Изучить назначение, состав и основные тактико-технические данные радиостанции Р-159М, структурную схему, синтезатор частот радиостанции

Воспитательные цели:

1. Воспитывать у курсантов высокий патриотизм, ответственность, нравственность.

2. Способствовать формированию у обучаемых на базе усвоения ими знаний, навыков и умений высоких военных, профессиональных качеств, мастерства, компетентности.

3. Воспитывать у обучаемых чувство личной ответственности за процесс получения знаний, качество и полноту усвоения учебного материала.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Назначение, состав и основные тактико-технические данные радиостанции Р-159М.

2. Структурная схема радиостанции Р-159М.

3. Синтезатор частот радиостанции Р-159М.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Основы техники радиосвязи. М.В.Верзунов.М.,Воениздат,1972 г.

2. Военная техника радиосвязи. Учебник. МО СССР. Москва 1982 г.

3. Военная техника радио и электропроводной связи. Ч. I КВВИУС, Киев 1984г

4. Брагин А.С. Радиостанции Р-143, Р-158, Р-159, Р-173.Учебное пособие. КВВИУС.1982 г.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

1. Слайды.

2. Лектор 2000.

3. Схема.

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ.

№	Учебные вопросы	Время	Методические указания, УМО
1. 2.	Перед занятием. ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ - принять доклад дежурного по потоку; - проверить наличие личного состава и его готовность к занятию; - проверить внешний вид курсантов, готовность УЛБ и МТО занятия и оценить их с записью в журнале; - объявить тему, цели, учебные вопросы занятия и порядок их изучения. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ; 1.НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕС-КИЕ ДАННЫЕ РАДИО-СТАНЦИИ Р-159М.	5' 80' 15	Накануне занятия проверить наличие и исправность схем, слайдов. При необхо-димости – восстановить. Подготовить рекомендуемую для изучения литературу с целью показа образцов на лекции. За 15 минут до занятия поставить задачу дежурному по потоку на получение схем, Лектора-2000, удлинителя. Прибыть к аудитории и проверить готовность к занятию. Лекционный поток находится в аудитории, принимаю доклад дежурного по потоку. Сверяю наличие личного состава с расходом доложенным дежурным. Проверяю внешний вид курсантов путем осмотра формы одежды и соблюдение правил ее ношения, порядок заправки обмундирования. Проверяю наличие и исправность Лектора-2000, экрана, удлинителя, стойки для схем, мела и тряпки, общее состояние аудитории. Ставлю задачи на устранение замечаний. Результаты проверки записываю в журнал в соответствующие графы. Важность изучения этой темы заключается в том, что радиостанция Р-159 является основной и самой массовой в ТЗУ. Объявляю цели занятия – учебные и воспитательные. Объявляю учебные вопросы, даю возможность записать. Определяю порядок изучения учебных вопросов и учебного материала. Устно излагаю материал лекции. Обращаю особое внимание на вопросы принципиально значимые с точки зрения уяснения и усвоения учебного материала. Выделяю практическую направленность изучаемого материала и его важность для формирования инженера войск связи. Привожу примеры из практики войск.

Радиостанция Р-159М метрового диапазона (УКВ), приемопередающая, телефонная и телеграфная с частотной модуляцией, с узкополосным телеграфированием предназначена для обеспечения беспоисковой и бесподстроечной связи в радиосетях и радионаправлениях.

Таблица 1.

Тип р/ст	Звено применения	Диапазон, кГц.	Мощность передатчика Вт.	Чувств. Прием- Ника, МкВ.	Дальность св., км	Масса кг.	Источник питания
		кол.fр
Р-159	бат.- полк	30000- 75999	5	ТЛФ-1,0 ТЛГ-0,4	АШ-1,5 10-18 АШ-2,7 12-25 АБВ 0-50	14,5	2х10 НКБН-3,5
		46000

Состав комплекта.

а) Рабочий комплект носимого варианта радиостанции состоит из приемопередатчика с двумя АКБ типа 10НКБН-3,5, размещенными в аккумуляторном отсеке, микротелефонной гарнитуры, штыревой антенны, заплечных ремней, противовеса и телеграфного ключа.

б) Рабочий комплект возимого варианта состоит из приемопередатчика, усилителя низкой частоты, микротелефонной гарнитуры, штыревой антенны, рамы крепления радиостанции на объекте, кабеля питания, кабеля для соединения приемопередатчика с УНЧ, фидера и кронштейна для крепления антенны.

в) Вспомогательное имущество (располагается в ящике): сумку радиста; раму для крепления радиостанции в ящике; документация; лампа переносная; кронштейн; чехол парусиновый с растяжкой, уголками, стойками верхней и нижней.

г) Одиночный комплект ЗИП: четыре АКБ и комплект ЗИП к ним; АШ; АБВ; противовес, шесть секций штыревой антенны, два колпачка, втулка и микротелефонная гарнитура.

2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РАДИОСТАНЦИИ Р-159М.

30

Определяю порядок отработки учебных вопросов. Устно рассказываю содержание учебного вопроса. В ходе занятия обращаю внимание на соблюдение формы одежды, воинской дисциплины, при необходимости принимаю меры к восстановлению установленного порядка. При рассказе учебного вопроса использую схему.

Радиостанция состоит из приемопередатчика с аккумуляторным отсеком, антенны и микротелефонной гарнитуры.

Приемопередатчик в целом представляет механическое и электрическое согласование технологически самостоятельных блоков и узлов. Основные из них следующие: передатчик, приемник, синтезатор, автоматическое согласующее антенное устройство (АСАУ), преобразователь напряжения и устройство коммутации, конструктивно примыкающее к лицевой панели радиостанции.

Радиостанция выполнена по симплексной схеме. Управляющий модулирующий сигнал в тракт передачи поступает от микрофонного усилителя. При телеграфной работе и при посылки вызова корреспонденту в качестве модулирующего сигнала используются колебания с частотой 1 кГц от синтезатора.

Прием сигналов от корреспондента только на слух - на головные телефоны гарнитуры или на громкоговоритель блока УНЧ (для автомобильного варианта).

Тракт передачи приемопередатчика включает возбудитель с трактом усиления передатчика, синтезатор частот и автоматическое согласующее антенное устройство (АСАУ).

Полезный сигнал с микрофонного усилителя через переключатель ТЛГ-ТЛФ-ДУ поступает на вход возбудителя. Выходными колебаниями возбудителя являются колебания от перестраиваемого генератора (ПГ-3) с частотой fраб. Конструктивно генератор размещен в блоке синтезатора. Для формирования и стабилизации сетки частот возбудителя fраб использована система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Алгоритм ее функционирования состоит в следующем.

Колебания fраб и синтезатора fсинт поступают на смеситель, на выходе которого включен полосовой фильтр на разностную частоту fсинт-fраб или fраб-fсинт. Колебания этой частоты поступают на вход фазового детектора (ФД). На второй вход ФД поступают колебания от кварцевого частотно-модулируемого генератора (ЧМГ) с частотой fчмг.

Система ФАПЧ изменяет частоту ПГ-3 до тех пор, пока не будет выполнено равенство частот fсинт-fраб=fчмг (1) или fраб-fсинт=fчмг (2) или иначе fраб=fсинт+fчмг (3).

Соотношение (1) справедливо для диапазона рабочих частот от 30 до 52,999 МГц, а соотношение (2) для частот 53...75,999 МГц.

Для изменения частоты ПГ-3 в широком диапазоне частот 30...76 МГц предусмотрена дискретная перестройка от ручек установки десятков и единиц мегагерц. Перестройка ПГ-3 с шагом дискретности 1 кГц осуществляется кольцом ФАПЧ.

В стационарном режиме частота возбудителя определяется двумя кварцевыми генераторами fраб=К*10000+1*1000+М1+fчмг.

Таким образом, стабильность частоты выходных колебаний возбудителя (и передатчика) определяется стабильностью частот опорного кварцевого генератора (поскольку последним определяется стабильностью частоты fсинт) и частотно-модулированного кварцевого генератора. В процессе модуляции частота fчмг изменяется по закону модулирующего сигнала. Эти изменения системой ФАПЧ передаются и на изменения частоты fраб.

С помощью тракта усиления обеспечивается необходимая мощность выходных колебаний передатчика (не менее 4 Вт на эквивалентном нагрузочном сопротивлении 75 Ом).

Усилительный тракт состоит из трех каскадов усиления и выходного каскада усиления. Первые три каскада усиления выполнены на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером и работающих в режиме усиления класса А. Для обеспечения устойчивости усиления каскадов использованы шунтирующие резисторы, а также отрицательная обратная связь.

Выходной каскад передатчика выполнен на транзисторах по двухтактной схеме, обеспечивающей низкий уровень четных гармонических составляющих выходного колебания.

Для предотвращения перегрузки выходного каскада по току при избыточном сигнале на входе и для обеспечения минимальных изменений выходной мощности и тока, потребляемого усилителем, применена система автоматической регулировки потребляемого тока.

Заданное подавление гармонических составляющих выходного колебания передатчика обеспечивается двумя коммутируемыми фильтрами гармоник. Коммутация фильтров производится автоматически при установке рабочей частоты радиостанции.

С выхода тракта усиления через контакты реле ПРИЕМ-ПЕРЕДАЧА сигнал fраб. поступает на автоматическое согласующее антенное устройство.

АСАУ предназначено для согласования выхода тракта усиления с переменным в диапазоне частот входным комплексным сопротивлением табельных антенн с целью получения возможно большей излучаемой мощности, а также для улучшения избирательности приемника, и далее подводится к антенне и излучается в пространство.

Тракт приема образуют АСАУ, приемник и синтезатор частот. Синтезатор частот является общим блоком как для приемной, так и для передающей частей радиостанции.

Приемник радиостанции выполнен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты.

Напряжение полезного сигнала поступает от антенны через АСАУ и нормально замкнутые контакты реле ПРИЕМ-ПЕРЕДАЧА на один из четырех трактов (в зависимости от диапазона рабочих частот) сигнальной частоты. Избирательность тракта обеспечивается контурами с электронной перестройкой.

Усиленное напряжение после тракта сигнальной частоты подается на вход первого смесителя. После преобразования принятого сигнала на выходе смесителя выделяется колебание первой промежуточной частоты. Напряжение первой ПЧ выделяется кварцевым фильтром, усиливается и поступает на второй смеситель.

Колебание второй ПЧ усиливается, ограничивается по амплитуде с целью устранения помех амплитудного характера и подается на частотный детектор. В результате детектирования из ЧМ сигнала выделяется колебание низкой частоты, которое после усиления поступает на телефоны гарнитуры или в линию ( к вынесенному телефонному аппарату ТА-57).

Прием телеграфных сигналов совершенно аналогичен приему телефонных с тем лишь отличием, что при приеме телеграфных сигналов сужается полоса пропускания тракта низкой частоты приемника.

Тракт сигнальной частоты образуется четырьмя идентичными узлами. Переключение их производится автоматически от органов установки частоты радиостанции ( ручек установки десятков и единиц мегагерц).

Усилитель сигнальной частоты собран на транзисторах. Нагрузкой усилителя является двухконтурный фильтр с электронной перестройкой.

При воздействии больших напряжений на входе приемника возникает опасность отказа его работы. Поэтому на входе тракта сигнальной частоты предусмотрена схема защиты.

Сигналы, поступающие с выхода тракта сигнальной частоты, подвергаются преобразованию в первом смесителе приемника. Смеситель собран на транзисторе, на базу которого подается напряжение сигнала, а в эмиттерную цепь-напряжение с частотой первого гетеродина. Нагрузкой первого смесителя является контур, настроенный на первую промежуточную частоту fпч1=11,5 МГц. Выделенное контуром колебание подается на вход полосового кварцевого фильтра (с полосой пропускания 18 кГц). Этим фильтром обеспечивается основная селекция по соседним каналам. С помощью контуров на входе и выходе кварцевого фильтра осуществляется заводская подстройка последнего и обеспечивается равномерный коэффициент передачи в полосе прозрачности.

Следует отметить, что в диапазоне частот 30...52,999 МГц используется верхняя настройка первого гетеродина: fпч1=fг1-fсигн, а в диапазоне частот 53...75,999 МГц- нижняя настройка гетеродина fпч1=fсигн-fг1.Благодаря этой возможности диапазон частот первого гетеродина оказался вдвое меньше частот радиостанции, что способствует упрощению схемы первого гетеродина (синтезатора).

Усиленный сигнал первой промежуточной частоты, в усилителе промежуточной частоты, подается на второй смеситель. На другой вход смесителя поступает колебание с частотой второго гетеродина fг2=10 МГц (от опорного кварцевого генератора синтезатора). Нагрузкой смесителя является параллельный колебательный контур, настроенный на частоту fпч2=fпч1-fг2=1,5 МГц.

Напряжение второй ПЧ подается на вход усилителя, аналогичному усилителю первой промежуточной частоте. Усиленное колебание далее поступает на двусторонний ограничитель и после него на вход частотного детектора.

Нагрузкой частотного детектора являются цепочки RC. Напряжение низкой частоты, выделенное из ЧМ сигнала, через фильтр нижних частот подается на вход эмиттерного повторителя. В эмиттерную цепь транзистора включен фильтр, определяющий полосу звуковых частот тракта приема. Выход фильтра через корректирующую цепочку соединен со входом оконечного усилителя низкой частоты.

При приеме телеграфных сигналов, дополнительно участвует в работе ключевой каскад на транзисторе. При установке переключателя РОД РАБОТЫ в позицию ТЛГ транзистор открывается. Открывается и диодный ключ V21. Через открытый диод к фильтру подключается конденсатор, в результате чего фильтр оказывается настроенным на частоту 1000 Гц.

Для снижения утомляемости оператора при работе в режиме дежурного приема предусмотрена возможность включения подавителя шумов.

Принцип работы подавителя шумов основан на изменении соотношения среднего значения амплитуды колебаний сигнала и огибающей шумов на выходе ограничителя при изменении уровня сигнала на входе приемника.

Подавитель шумов состоит из:

• амплитудного детектора, напряжение на выходе которого пропорционально амплитуде огибающей на выходе ограничителя;

• усилителя огибающей;

• детектора огибающей, постоянное напряжение на выходе которого пропорционально величине огибающей шумов на выходе ограничителя;

• схемы сравнения, с помощью которой определяется соотношение среднего значения амплитуды колебаний сигнала и огибающей шумов;

• диодных ключей, установленных на входе усилителя низкой частоты тракта приема.

При наличии на входе приемника сигнала от корреспондента огибающая напряжения шумов на выходе ограничителя практически отсутствует. На выходе амплитудного детектора действует большое постоянное напряжение, поступающее на компаратор. На выходе компаратора будет действовать малое постоянное напряжение, пропорциональное огибающей шумов. На выходе схемы сравнения сформируется постоянное напряжение, недостаточное для открывания диодов. На вход УНЧ будет подано колебание низкой частоты с частотного детектора, извлеченное из ЧМ сигнала.

При отсутствии полезного сигнала на входе приемника и отключенном подавителе шумов оператором прослушивается характерный шум. На выходе ограничителя действует напряжение шумов, причем огибающая этого напряжения превышает среднее значение. Напряжение на выходе амплитудного детектора будет содержать как малую постоянную составляющую, так и превышающую ее переменную составляющую. Шумы в головных телефонах оператора будут иметь малую интенсивность и не будут утомлять оператора.

3. СИНТЕЗАТОР ЧАС-ТОТ РАДИОСТАНЦИИ Р-159М.

30

Определяю порядок отработки учебных вопросов. Устно рассказываю содержание учебного вопроса. В ходе занятия обращаю внимание на соблюдение формы одежды, воинской дисциплины, при необходимости принимаю меры к восстановлению установленного порядка. При рассказе учебного вопроса использую схему.

Синтезатор предназначен для получения сетки фиксированных частот с шагом fс=1 кГц в диапазоне fсинт=41,5...64,499 МГц. Колебания этих частот используются для формирования выходных частот возбудителя, а при работе радиостанции на прием в качестве колебаний первого гетеродина fг=fсинт. Кроме того, синтезатор является источником стабильных колебаний второго гетеродина и колебаний с частотой 1 кГц, используемых для телеграфной работы и посылки вызова.

Выходные колебания синтезатора снимаются с перестраиваемого генератора (ПГ-2), частота колебаний которого стабилизируется по частоте опорного нетермостатированного герметизированного кварцевого генератора с помощью двухкольцовой схемы импульсно-фазовой автоподстройки частоты.

В так называемом широкополосном кольце ИФАПЧ формируется 13 частот с шагом дискретности 1 МГц в диапазоне частот fпг1=40...62 МГц. Принцип формирования этих частот заключается в следующем.

Напряжение с выхода перестраиваемого генератора ПГ-1 поступает на один из входов импульсно фазового детектора ИФД-1. На другой вход ИФД-1 от опорного кварцевого генератора через электронный ключ и формирующее устройство подаются короткие импульсные (наносекундной длительности) с частотой следования 10 (или 1) МГц.

Напряжение с выхода ИФД управляет схемой поиска. Выходное напряжение со схемы поиска управляет (принудительно регулирует с помощью реактивных элементов-варикапов) частотой как генератора ПГ-1, так и генератора ПГ-2. При этом алгоритм работы будет следующим.

При включении питания или при переключении органов установки частоты радиостанции на выходе счетчика импульсов вырабатывается импульс напряжения. Этот импульс через ключ сброса обеспечивает на выходе схемы поиска такое напряжение, при котором ПГ-2 и ПГ-1 перестраиваются в начало диапазона. Каждый из генераторов ПГ-1 и ПГ-2 конструктивно выполнен из двух идентичных, генераторов, отличающихся лишь диапазоном перестройки. Включение лишь одного из двух генераторов ПГ-1 (и ПГ-2) производится автоматически от ручек установки десятков и единиц мегагерц. Этим же импульсом обеспечивается сброс счетчика импульсов в начальное , исходное для счета, состояние (состояние «0»), а также перевод электронного ключа, в такое состояние, при котором на вход ИФД коммутируются импульсы с частотой следования 10 МГц.

Схема поиска начинает вырабатывать линейно-нарастающее напряжение. Частота колебаний ПГ-1 (и одновременно ПГ-2) увеличивается. Как только она станет кратной 10 МГц (т.е. равной 40, или 50, или 60 МГц), на выходе ИФД-1 образуются колебания «нулевых биений». Эти колебания через формирующее устройство поступают на вход счетчика. Счетчик вырабатывает команду на электронный ключ: вместо колебаний с частотой 10 МГц на вход ИФД-1 поступают колебания с частотой 1 МГц, полученные на выходе делителя частоты в 10 раз.

На выходе ИФД-1 появится импульсная последовательность с частотой, близкой к 1 МГц. Поиск необходимой частоты ПГ-1, кратной 1 МГц, будет продолжаться до тех пор, пока счетчик не заполнится до состояния, определяемого положениями органов набора частоты (х10МГц и х1МГц).

После заполнения счетчика последний выдает команду на ключ захвата. Ключ захвата изменяет режим ИФД-1 и схемы поиска так, что изменение частоты ПГ-1 прекратится. Система ИФАПЧ переходит из режима поиска в режим слежения (режим синхронизации). С этого момента любое изменение частоты ПГ-1 относительно частоты опорного колебания приводит к изменению регулирующего напряжения на реактивных элементах генераторов. За счет этого частота ПГ-1 приводится в строгое соответствие ( с точностью до фазы) с частотой опорного кварцевого генератора. Частота колебаний ПГ-1 устанавливается и поддерживается кратной 1 МГц в соответствии с положениями ручек набора частоты. Одновременно с погрешностью до 1 МГц устанавливается частота колебаний одного из генераторов ПГ-2. Общее количество возможных настроек ПГ-1 (и ПГ-2) с шагом дискретности 1 МГц равно 23.

Так как счетчик управляется ручками установки десятков и единиц мегагерц, а частота ПГ-1 устанавливается кратной 1 МГц, то выражение для частоты ПГ-1 можно записать в виде: fппг=К*10+l*1 МГц (К= 4,5,6; l=0,1,2,...9). (1)

Напряжение с частотой fпг1 подается на смеситель, включенный в узкополосное кольцо и ФАПЧ, где формируется частая сетка с шагом fс=1МГц. На другой вход смесителя поступают колебания с частотой ПГ-2. После смесителя выделяются колебания разностной частоты fпг2-fпг1, не превышающей 3 МГц.

Колебания разностной частоты, поделенной в делителе в 4 раза, подаются на вход делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Выходная частота ДПКД определяется соотношением: fдпкд=fпг2-fпг1/4М, где М=1500...2499 - коэффициент деления ДПКД.

Импульсная последовательность с выхода ДПКД поступает на входы цифрового частотного детектора (ЦЧД) и ИФД-2. На другие входы ЦЧД и ИФД-2 подается импульсная последовательность с частотой 250 Гц, полученная в результате деления частоты высокостабильного колебания 1МГц в 4000 раз. В зависимости от разности частот сравниваемых колебаний напряжение на выходе ИФД-2 будет различным.

Система ИФАПЧ ПГ-2 изменяет частоту до тех пор, пока частоты импульсных последовательностей на входах ИФД-2 не сравняются:

fпг2-fпг1/4М=250 Гц.

или иначе

fпг2-fпг1=М*1 кГц. (2)

Изменяя коэффициент деления ДПКД с помощью ручек набора частоты (х100 кГц, х10 кГц, х1 кГц), можно получить 1000 настроек генератора ПГ-2 с шагом 1 кГц в интервале 1000 кГц. С учетом 23 настроек ПГ-2 с шагом 1 МГц (по командам из кольца ИФАПЧ) получается 23000 фиксированных частот генератора ПГ-2 с шагом дискретности fс=1 кГц.