Технические характеристики передатчика

мощность несущей передатчика, Вт	6... 10
максимальная девиация, кГц	не более 5
чувствительность модуляционного входа, мВ	50±5
коэффициент нелинейных искажений, %	5
диапазон модулирующих частот, Гц	300-3400
отклонение частоты передатчика от ном. значения, кГц,	не более ±1,8

Технические характеристики приемника

чувствительность при с/ш = 12 дБ, 1/2 ЭДС, мкВ,	не более 1,0
диапазон звуковых частот, Гц	300-400
коэффициент нелинейных искажений, %,	не более 5
выходной уровень приемника, мВ, на ТЛФ	550±80

3. Ключевые вопросы

3.1. Какие функции выполняет абонентская станция АЛТАЙ-5? Основ­ные технические характеристики/

2. Из каких функциональных узлов состоит радиостанция АЛТАЙ-5?

3. Какие функции выполняет блок управления?

4. Как работает приемное устройство радиостанции?

5. Что собой представляет передатчик радиостанции и какие особенности его работы и управления?

6. Какие функции выполняет генератор управляемый напряжением (ГУН)?

7. На какой частоте происходит сравнение частоты, вырабатываемой ГУН?

8. Чем определяется частота f_ГУН?

9. Как осуществляется включение синтезатора частоты приемника и передатчика.

4. Домашнее задание

4.1. Вычертить общую структурную схему радиостанции, приемника и передатчика.

4.2. Рассчитать общий коэффициент деления радиостанции АЛТАЙ-5.

Послед. цифра студ.	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Частота, fпр, fпд, fГУН, МГц	337,3375	301,3375	315,9375	339,1625	303,1625	317,7625	338,1875	302,1875	316,7875	337,7125
Коэф. деления N+A

5. Лабораторное задание

5.1. Изучить структурные и функциональные схемы радиостанции АЛТАЙ-5.

5.2. Ответить на контрольные вопросы.

6. Структурная схема радиостанции "алтай-5"

Структурная схема радиостанции "Алгай-5" предстаапена на рнс.1.

f _гет f _н

Рис. 1. Структурная схема радиостанции "Алтай-5"

В состав радиостанции "Алтай-5" входит:

• приемник (Прм);

• передатчик (Прд);

• фильтр антенно-разделительный (ФАР);

• синтезатор частоты (СЧ);

• блок управления (БУ);

• телефонный аппарат (ТА).

Основным узлом станции "Алтай-5" является блок управления, который управляет всеми режимами работы станции:

- включает-выключает передатчик и приемник;

• программирует работу синтезатора частоты приемника и передатчика;

• обеспечивает сеанс связи в соответствии с выбранным протоколом.

Блок управления обеспечивает формирование сигналов для установления связи с телефонным аппаратом и дешифрирование служебных сигналов, передаваемых центральной станцией (ЦС).

Структурная схема блока управления представлена на рис. 2

Рис. 2. Структурная схема блока управления

Основным узлом БУ является микропроцессор (МП). Он служит для выдачи команд управления и анализа входных аналоговых речевых и цифровых управляющих сигналов. Адресный буфер (АБ) предназначен для запоминании младших и старших разрядов шипы адреса, которые в МП мультиплексированы с шиной данных.

Дешифратор адреса (ДА) определяет устройство, которое будет работать с МП в данный момент времени. В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) хранится программа работы МП и данные, необходимые для ее работы. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для хранения промежуточных данных обработки и декодирования сигналов управления станцией, поступающих от ЦС и телефонных линий. В энергонезависимом ОЗУ (ЭНОЗУ) хранятся данные для программирования синтезаторов частот и текущая конфигурация станции.

Для конфигурировании станции служит интерфейс конфигураций (ИК), связывающий станцию с ЭВМ и осуществляющий передачу и прием сигналов управления станцией в соответствии с протоколом RS232С. Буфер (Б) с телефонной линией обеспечивает взаимодействие радиоканала станции с телефонным аппаратом через МП.

Функциональная схема приемника приведена на рис. 3.

f_c = 337,1375 f_ПЧ1 = 21,4 МГц

от

ФАР

f_Г1 = 315,7375 МГц

f_Гет

от СЧ Прм

f_ПЧ2 = 455 кГц

на УНЧ БУ к ТА

f_Гет2 = 20,945 МГц

Кв.

Микросхема 174ХА26

Рис. 3. Функциональная схема приемного устройства

Сигнал от антенно-разделительного фильтра поступает через полосовой фильтр (ПФ1) на усилитель высокой частоты (УС1). Усиленный сигнал через (ПФ2) поступает на смеситель (См1), на второй вход которого через ПФ5 подается напряжение с частотой гетеродина от синтезатора частоты (СЧ). Пер­вая промежуточная частота равная 21,4 МГц через (ПФ3) поступает на преобра­зователь частоты. На второй вход преобразователя частоты подается напряжение гетеродина с частотой 20,945 МГц, стабилизированной кварцевым резонатором (Кв). После фильтрации пьезокерамическим фильтром (ПФб), напряжение второй промежуточной частоты, которая равна 455 кГц, поступает па усилитель (УНЧ), ограничитель амплитуд (Огр.) и частотный детектор (ЧД). Напряжение низкой, частоты поступает в тракт усиления низкой частоты (УНЧ), который расположен в БУ. Функциональная схема усилителя мощности (передатчика) приведена на рнс.4.

Усилитель мощности (УМ) представляет собой 4-х каскадный усилитель на транзисторах (УС1...УС4). Связь между каскадами осуществляется через волноводы (В), представляющие собой микрополосковые линии. УМ обеспечивает выходную мощность б…10 Вт при усилении по мощности 30 дБ.

10,8…15,6 В

10,8-15,6 В

от МП

Вкл. Прд

TLM 9 В

от МП

от СЧ В В В В В

Прд

f_пермод к ФАР

Рис. 4. Функциональная схема усилителя мощности (передатчика)

На УМ поступает модулированное по низкой частоте ВЧ колебание от синтезатора частоты. Выход УМ подключается к фильтру антенно-разделительному (ФАР).

Стабилизатор напряжения (Ст) обеспечивает напряжение +9 В на первом каскаде усилителя УС1 и включение УМ в режим "передача" при подаче на него команды "Вкл. Прд".

Датчик выходной мощности представляет собой направленный ответвитель на микрополосковых линиях. Он обеспечивает формирование постоянного напряжения пропорционального мощности выходного сигнала, которое необходимо для работы устройства автоматической регулировки усиления (мощности) (АРУ). АРУ обеспечивает поддержание выходной мощности на уровне (8±2) Вт путем управления напряжением питания второго каскада УС2 усилителя мощности при изменении напряжения питания от 10,8 до 15,6 В и входном сигнале от 0,6 до 1 В в рабочем диапазоне частот. Структурная схема синтезатора частоты приведена на рис.5

f_вых

N A

6,4 МГц 6,25 кГц

Рис. 5. Структурная схема синтезатора частоты

Генератор, управляемый напряжением (ГУН) выполнен по обычной схеме LC-генератора с варикапом для изменения частоты. Частота ГУН делится программируемым делителем с переменным коэффициентом деления (ДПКД) (числа для деления N и А вводятся программным способом) до величины 6,25 кГц. Эта величина определяется частотой опорного генератора (ОГ 6,4 МГц) и делителем (Дел. 1024). На частоте 6,25 кГц происходит сравнение частот в частотно-фазовом детекторе ЧФД и результат сравнения (постоянное напряжение) через фильтр нижних частот ФНЧ управляет частотой ГУН.

Структурная схема программируемого делителя приведена на рис. 6

от ГУН

А

на ЧФД

N

Рис. 6. Структурная схема программируемого делителя

Предварительный делитель (ПД) частоты (прескалер) имеет два модуля пересчета Р и Р+1, которые переключаются сигналами от схемы управления (СУ). Программируемые счетчики (ПС) по mod А и mod N - это вычитающие счетчики, модули пересчета которых задаются программно числами А и N (А ≤ N). Основным трактом деления частоты от ГУН до ЧФД является тракт "предварительный делитель - счетчик по mod N". На вход счетчика по mod N может поступать либо частота f_ГУН/Р либо f_ГУН/Р+1. Это зависит от счетчика по mod А. Пока счетчик по mod А не вычтет до 0 запрограммированное число А прескалер считает по mod (Р+1).

Следовательно все это время (время работы счетчика по mod А) коэффициент деления будет равен А·(Р+1). После остановки счетчика прескалер будет считан, по mod N, следовательно остальное время, которое зависит от числа N и будет теперь N - А, коэффициент деления будет равен (N - А)·Р. Общий коэффициент деления от ГУН до ЧФД будет

Кобщ = А·(Р + 1) + (N - А)·Р = N·Р + А (6.1)

Это и есть общий модуль пересчета программируемого делителя. Так как частота сравнения ЧФД равна 6,25 кГц, то выбрав числа N и А (А ≤ N, Р - известно), можно вычислить частоту генерируемую ГУН. И наоборот, зная f_ГУН можно решить уравнение

f_ГУН /6,25 = N·Р + А (6.2)

и в целочисленном виде найти числа N и A, необходимые для заданной f_ГУН

В исследуемой аппаратуре предварительный делитель собран по усложненной схеме, рис.7.

от СУ

от ГУН На счетчик по

f_ГУН /2 mod A и mod N

Рис. 7.

В этом случае общий коэффициент деления равен

N_общ = N·(P₁ + 3) + A,

где Р₁, = 4·Р

(Р = 10 для используемого в схеме прескалера), т.е:.

N_общ = 43·N + A

Так как на программируемый делитель радиостанции "Алтай-5" поступает частота f_ГУН /2, то f_ГУН /2 (43·N + A) = 6,25 кГц.

Для заданных N и А частота ГУН определяется выражением

f_ГУН /(2·6,25) = 43·N +A,

а для заданной частоты f_ГУН решение уравнения

f_ГУН /(2·6,25) = 43·N +A,

в целочисленном виде дает необходимое число N и А для программируемого ДПКД.

Функциональная схема генератора, управляемого напряжением (ГУН) приведена на рис. 8.

f_гет

U_упр

f_гет/2

Рис. 8. Функциональная схема генератора, управляемого напряжением

Задающий генератор (ЗГ) собран но схеме емкостной трехтонки с варикапом для управления частотой. Напряжение гетеродина приемника f_гет усиливается двумя усилителями (УС1 и УС2) и фильтруется рядом полосовых фильтров (ПФ1, ПФ2, ПФЗ). Делитель на два (Дел.2) служит для понижения частоты вдвое, что необходимо для нормальной работы делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД). ГУН передатчика построен аналогично. Отличие состоит в том, что задающий генератор имеет дополнительный усилительный каскад и еще один вход ЗГ для модуляции "НЧ мод".

Функциональная схема синтезатора частот гетеродина приемника и несущей передатчика приведена на рис.9.

По сигналу "Вкл. СЧ" от блока управления при помощи ключа (Кл.1) напряжение питания поступает на стабилизатор (Стаб.1) и ключ (Кл.2). Синтезатор частоты приемника питается от Стаб.1. Стабилизатор частоты передатчика включается только по сигналу "Вкл. СЧ Прд". При этом через Кл.2 напряжение питания поступает на Стаб.2 и на синтезатор частоты передатчика. Сигнал о включении синтезатора частоты передатчика поступает от микропроцессора МП, а сигнал "захват СЧ Прм" и "захват СЧ Прд" поступает на МП. От МП через отдельный буфер на синтезатор частоты поступают сигналы тактовых импульсов "ТИ Прм" и "ТИ Прд", входной сигнал команды "Вх. Ком." и сигнал "Откл. ЧФД". На ГУН передатчика от телефонного канала поступает сигнал "НЧ мод" для модуляции несущей по частоте.

Рис. 9. Функциональная схема синтезаторов частоты