5 курс 10 семестр / РПДУ / RPdU__1554

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Факультет вечернего и заочного обучения

Курсовой проект

по предмету

Передатчики телевизионных вещательных радиостанций

группа: Р-з

зачѐтная книжка № 1554

студент: Тепляков А.

проверил:

Санкт-Петербург

2015

Содержание:

10. Приложение 1 «Структурная схема ТВ – радиостанции»

2

1. Введение

Проектируется передатчик изображения. Мощность передатчика 5 кВт.

Телевизионное вещание ведѐтся на частотах 174–230 МГц (III диапазон ).

Радиостанция работает на фиксированных волнах (каналах). Полоса частот любого канала составляет 8 МГц. По радиоканалу изображение передаѐтся в виде модулированного по амплитуде колебания с частично подавленной нижней боковой полосой. Параметры передатчиков канала изображения заданы стандартом (СТ.СЭВ 3704-82 «Передатчики телевизионные I-V

диапазонов. Параметры, технические требования и методы измерения»),

основанном на международном стандарте D/K. Он устанавливает форму испытательных сигналов, допуски на их отклонения, а также определяет параметры радиотракта. Сигналы поверяют после демодуляции колебаний класса C3F.

Несущая частота канала изображения:

fнес.из. = 223.25 МГц

Несущая частота канала звука:

fнес.зв.=fнес.из.+ 6,5 МГц+1000 Гц = 229,751 МГц

3

Рисунок 1 – Стандартная ХБП ПЦТВС

4

3. Выбор структурной схемы.

Основными вопросами при выборе структуры являются определение способов усиления сигналов каналов изображения и звука в раздельных трактах или совместно, а также варианты резервирования элементов телевизионной радиостанции (ТВРС).

Максимальная мощность радиостанции и еѐ промышленный КПД являются определяющими для еѐ массы, габаритов и стоимости Упрощенная структурная схема радиостанции представлена на рис.1.

Рисунок 2 - Упрощенная структура ТВРС

Из сказанного выше следует, что выбор схемы резервирования зависит от уровня мощности ТВРС, способа его получения и субъективных предпочтений главного конструктора. На рис.3 представлена структурная схема радиопередатчика высокого уровня мощности. На ней весь тракт малой мощности обозначен как возбудитель (ВТВРС), а остальной тракт

(один или несколько усилителей модулированных колебаний) показан как тракт усиления (УМ). Маломощный тракт резервирован замещением,

мощный построен по схеме нагруженного резервирования. Коммутатор К1 в

положении 1 включает на входы УМ1 и УМ2 сигнал ВТВРС1, в положении 2

работает ВТВРС2. Отказ одного из усилителей приводит к подаче на их

5

входы сигналов разных возбудителей (положение 3), что обеспечивает подготовку к работе ремонтируемого усилителя. Коммутаторы К2 и К3

организуют сложение мощностей на мосту (МС) исправных трактов усиления (положение 1) и обход моста исправным трактом с переключением неисправного (положения 2,3) на эквивалент антенны (ЭА).

Модуляцию в каналах изображения выполняют на промежуточной частоте

38 МГц (канал изображения) Достоинством модуляции на промежуточных частотах является унификация трактов формирования модулированных колебаний для радиостанций, работающих во всех пяти ТВ диапазонах частот. Практика показала высокую эффективность устройств предкоррекции на ПЧ частотных и амплитудных характеристик канала усиления модулированных по амплитуде колебаний, что также является достоинством данного решения. С помощью предкорректоров ХБП, ХГВЗ и АХ линейные

инелинейные искажения в радиостанции снижают до допустимого уровня.

Втракте ПЧ усиливают сформированный на ПЧ модулированный по частоте сигнал и подают его на вход повышающего преобразователя частоты

(ППЧЗ). Это устройство по принципу действия является балансным модулятором. Разнос между выделяемой и ослабляемой боковыми полосами

гетеродина, достаточно велико, чтобы не создавать проблемы ослабления

и ослабления на выходе ППЧ верхней боковой полосы в каждом из каналов.

Модулятор канала изображения, работающий на своей ПЧ, обычно выполняют по балансной схеме. В работу плеч этой схемы вносят асимметрию, чтобы сохранить в выходном сигнале несущее колебание, как этого требует стандарт. Фильтром формирования ХБП выделяют нижнюю боковую полосу с инвертированным спектром сигнала С3F(и). Она,

6

благодаря повторному инвертированию спектра, при выделении на выходе

ППЧ нижней боковой полосы даѐт стандартный спектр сигнала С3F.

fпчи

С

fг

Рисунок 3 - Структурная схема возбудителя канала изображения.

Уровень мощности на выходе ППЧ составляет обычно доли Ватт.

Зарубежные фирмы выпускают унифицированные радиопередающие устройства малых уровней мощности. Их же применяют в станциях высоких

уровней, дополняя радиотракт усилителями мощности.

Норму на допустимую нестабильность несущих частот обеспечивают применением в радиостанции одного эталона стабильной частоты (опорного генератора - ОГ) и синтеза с его помощью промежуточных и гетеродинных частот. Для работы в диапазоне частот требуется шаг сетки частот в 8 МГц,

что соответствует сдвигу несущих частот в соседних каналах. На самом деле

только нужные колебания. Промежуточные частоты в первом приближении можно считать названными выше. В действительности это не так.

Существует необходимость в небольших смещениях несущих частот радиостанций, которые работают в разных регионах на одинаковых каналах.

Основным способом формирования сетки дискретных частот служит стабилизация частот генератора, управляемого напряжением (ГУН), методом

(ИФАПЧ). Термин ГУН используют для обозначения автогенератора, чью

7

частоту перестраивают воздействием напряжения на варикап, включенный в контур этого устройства.

Структура синтезатора (рис.3) включает в себя ГУН и ОГ, упомянутые выше. Непрерывные колебания ОГ и ГУН преобразуют в импульсные последовательности. С помощью делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) период следования импульсов ОГ увеличивают до величины, позволяющей сравнивать на импульсно-фазовом детекторе частоты данного колебания с теми.что получают посредством деления частоты колебаний ГУН. Преобразование частоты ГУН выполняют в делителе с переключаемым коэффициентом деления (ДПКД). Колебания ГУН стабилизируют на сетке частот изменением коэффициента деления ДПКД с шагом, равным выходной частоте ДФКД.

Рисунок 4 - Структура синтезатора сетки дискретных частот

8

4. Расчет структурной схемы

Рисунок 5 – Габаритный чертеж и цоколевка ЭВП ГУ-93Б

Дальнейшие расчеты ведем для одного полукомплекта половинной мощности.

Расчетное значение мощности усилителя найдем по заданной мощности на главном фидере и потерь в линейном тракте:

P~ kЗ P~ном ,

где kЗ – коэффициент запаса, учитывающий потери, примем kЗ 1, 2

P~ 1, 2 5,0 6,0 кВт

Применим твердотельный тракт предварительного усиления на транзисторе КТ9132АС (таблица 1) и ламповый оконечный усилитель на тетроде ГУ-93Б (таблица 2). Преимущественное применение тетродов в мощных радиостанциях обусловлено их высокой экономичностью, значительным (до 40 раз) коэффициентом усиления, приемлемым сроком

9

службы (до 10 тыс. часов), устойчивой работой в неблагоприятных условиях - высокой температуре и влажности окружающей среды.

Целесообразность сделанного выбора усилительного прибора оконечного каскада проверим, определив коэффициент использования установленной мощности:

где P~номРС – номинальная мощность радиостанции;

N - число выбранных приборов;

P~номпр – номинальная мощность прибора по справочным данным.

1, 2 5000 kРуст 2 3100 0,97

Схема включения тетрода ГУ-93Б выберем с общей сеткой, она же с двумя заземленными сетками. Большой запас устойчивого усиления, наличие в схеме отрицательной обратной связи по первой гармонике тока анода и простота конструктивного выполнения резонансных цепей дают схеме с ОС преимущества перед схемой с общим катодом (ОК). Сложение мощностей усилительных приборов оконечного каскада выполним с помощью мостовой схемы.

Усиление модулированных по амплитуде колебаний в каскадах на тетродах выполняют в недонапряженном (ξ/ξгр) режиме, где первая гармоника анодного тока чувствительна к изменениям возбуждающего прибор напряжения. В максимальном (пиковом) режиме для схем раздельного усиления ξ ≈ 0,9ξгр. Выберем угол отсечки для оконечного каскада 90º (режим В).

Коэффициент усиления по мощности предоконечного каскада kур 5 , тогда каскад должен обеспечивать мощность:

10