Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000), страница 144

Вернемся к структуре (рис. 11.5). Сигналы имг и ивго, сформированные ЦП 8, следуют в блок 2, где с помощью ЦАП и ФНЧ их переводят в аналоговую форму и подают на формирователь радиосигналов 3. ГУН 9 генерирует несущую (центральную) частоту радиоканала, которую стабилизируют системои ИФАПЧ (синтезатор 10). Стабилизацию частоты можно осуществить путем ее синхронизации внешним сигналом (в передатчиках радиостанций 65М) либо от опорного кварцевого генератора. Формирователь сигнала строят на ИС с выходной мощностью 0...5 дБм.

Тракт усиления радиочастоты состоит из предварительного усилителя 4 и оконечного УМ 5. Далее следуют фильтр гармоник б и дуплексер 7. В АС с временным сдвигом между передаваемыми и принимаемыми пакетами (Б5М, ОЕСТ) дуплексер заменяют электронным переключателем. Синтезатор, а часто и ГУН выполняют на ИС*. Ряд фирм при массовом производстве используют специализированные СБИС. Например, в АС системы Б5М, выпускаемой фирмой б~егпепв, функциональные узлы УВЧ диапазона, обведенные штриховои линией на рис. 11.5, размещены на одной СБИС (РМВ2240), названной "передатчиком". Эту ИС используют в АС двух диапазонов: 900 и 1800 МГц.

* Блок 10, синтезатор, состоит из двух функциональных узлов: предварительного делителя УВЧ диапазона (ПД) и элементов петли ИФАПЧ (синг.). Более подробно его структура рассмотрена далее в 1 11.1. Переход в диапазон 1800 МГц осуществляют переводом УМ 5 в режим удвоения частоты и переключением фильтра гармоник.

Для АС и БС системы 0ЕСТ фирмы 5~егпепз применяют СБИС передатчика РМВ2220 с выходной мощностью 0,25 Вт в непрерывном режиме, что позволяет обойтись без дополнительного УМ, Передатчики базовых станций также строят по схемам рис. 11.4 и 11.5. Отличия состоят в конструктивном выполнении, в реализации выходных УМ, фильтров гармоник и дуплексеров. Так, часто передатчик и приемник одного канала размещают на отдельных модулях. В БС цифровой связи с временным или частотно-временным разделением кзналов могут быть заняты все гп временных интервалов кадра, а не один или несколько, как у АС.

Поэтому при одинаковой пиковой мощности передатчиков БС и АС (см мощности, приведенные в табл. 11.2) средняя мощность передачи АС (и, что очень важно, средняя потребляемая и рассеиваемая мощности) будут меньше, чем у БС. Процессоры обработки многоканальных сигналов в БС гораздо сложнее процессоров обработки сигнала одного канала в АС АС должны удовлетворять исключительно жестким ограничениям по массо-габаритным показателям и потребляемой мощности. Похожие требования предъявляют и к БС систем, работающим на частотах выше 1500 МГц, где БС часто устанавливают на мачтах, фонарных столбах, стенах зданий, непосредственно у антенны.

При выходной мощности передатчика Р,мх > 10 Вт выходные УМ БС размещают в отдельном блоке. Поскольку фильтр гармоник пропускает сигналы во всеи полосе раБочего диапазона, иногда его делают оБщим и ставят после суммирующего устройства, на выходе шкафа передатчика. После сумматора размещают и дуплексер при работе приемников и передатчиков БС на одну антенну. 11.3. Разработка отдельных функциональных узлов Генераторы, управляемые напряженнем. Генераторы, управляемые напряжением, строят по обычным трехточечным схемам.

В схеме емкостной трехточки (рис. 11.7,а) обозначены частотоэадающие элементы. Все остальные элементы обеспечивают подачу питающих напряжении и блокировку по радиочастоте. Индуктивность контура выполнена в виде короткозамкнутого отрезка коаксиальной или полосковой линии тЧ1. Эквивалентная схема контура АГ представлена на рис. 11.7,6 Перестройку частоты з рабочем диапазоне осуществляют подачей на варикап Ч01 управляющего напряжения, снимаемого с выхода синтезатора частоты (рис. 11.8). В передатчиках аналоговых систем связи в ГУН осуществляют и частотную модуляцию. Для этого обычно в контур АГ включают дополнительный зарикап Ч02, хотя возможно перестройку частоты и модуляцию осуществить одним варикапом.

При разработке ГУН для диапазона раБочих частот подбирают варикап Ч01 (табл. 8.1; (9.6)). Добротность варикапа 14В на рабочей Г С п1 С4 ! Рис. 11.т частоте должна быть не хуже 30. Далее ведут расчет в такой последовательности. 1. Определяем максимальное и минимальное значения емкости выбранного варикапа Сгн (рис. 11.7,6): С Со(ЕУ+ ЕО)", СВ1 (Е +77 ) С С(Е +Е)" СВ1 пап = (Е + 77 (11.2) (11.3) с .г ~д~~ СВ1п1вх+ С1 СВ1 ппп + С1 + Ссв /ппп СВ1 пап + С1 СВ1гввх + С1 + Гсв Вначале полагаем С1 — — 0 и рассчитываем С, .

Если С, > 3...4Ггп или отрицательно, то перестройка частоты в заданных пределах выбранным варикапом невозможна. Если Ссв ( Гвы то варикап позволяет получить существенно большее перекрытие по частоте /пгвхЯ,„.п, чем требуется, В этом случае целесообразно выбрать Г„СВ1, а параллельно варикапу подключить дополнительный конденсатор С1, величину которого при выбранном С,в определяют, решая заново уравнение (11.4). 3. Определяем параметры контура. Эквивалентная емкость контура Св = (Свг + С1)Ссв/(СВ1 + С1 + С,„). Характеристическое сопротивление контура р = 1/2х/срСв.

Эквивалентная добротность контура 1) ~ ((0,75 0,5)62В(СВ1 + С1 + Гс,)/Сев. В (11.2) и (11.3) Сз — номинальная еыкость варикапа при номинальном напряжении Ез, 'Е = 0,7 — контактная разность потенциалов, и = 0,5; 2,5 — показатель степени характеристики диода с резким или сверхрезким переходом.

Максимальное Гг и минимальное ГГ„„. управляющие напряжения целесообразно брать в пределах от 6...8 до 12...18 В с размахом между ними не менее 5...6 В. Емкость варикапа -.-г =,т у',.;.Г -.с„=,~Г,, с„ь;. 2. Находим эквивалентную емкость С,, включенную последовательно с варикапом Ч01 в контур, из выражения 640 641 Г 1 ! ааааа аюй ий ааииаааиар Рис.

11.8 А' ышр(р-1) 642 643 4. Выбираем транзистор по рабочей частоте и допустимому уровню шума и рассчитываем его режим с учетом обеспечения условия баланса амплитуд АГ. По эквивалентному сопротивлению нагрузки транзистора Вя находим коэффициент включения транзистора в схему Рт = ~КУЯ, Сопротивление емкости делителя Сд на рис.

11.7,б ясд = Р,Р. Сопротивление емкости ясг = Р— *д хвгзсг/(явг+ зсг) > О. (11.5) Если условие (11.5) не выполнено, то следует менять параметры схемы или варикап. 5. Напряжение радиочастоты на варикапе Ч01 не должно превышать обратного смещения 7/ттгг [В) < Г7 га — 1 (В). Следовательно, напряжение радиочастоты на коллекторе транзистора 7/„г < < 7 ътггз,д/ясвы При невыполнении данного условия следует уменьшить ток транзистора, изменить коэффициент обратной связи или выбрать другои транзистор. 6. Далее производят расчет частотного модулятора на варикапе Ч02.

Так как относительная девиация частоты очень мала, то следует обратить внимание на повышение уровня модулирующего напряжения. Варикап Ч02 выбирают с резким переходом (и = 0,5). Целесообразно на Ч02 в режиме молчания установить смещение Ввт — 6 В и уменьшать коэффициент включения Ч02 в схему. Для этого подбирают Сз < 0,2Свг и йд = Сз/(Сз+ Свг) < 0,2, где Свг — емкость варикапа Ч02 в отсутствие модуляции. Тогда амплитуда модулирующего напряжения на варикапе Ч02 77мьд = 4Евт(а."1агшах//ср)(Сз + Свг)/(РтвдСз) 7.

Определяют остальные элементы контура, в том числе емкости С4 и С5 по выбранному в АГ коэффициенту обратной связи 13„ш Св/Са. Следует отметить, что в последние годы выявилась тенденция выполнять ГУН, в том числе ГУН с ЧМ, на ИС, выпускаемых для рабочих диапазонов систем подвижнои связи. Такие схемы имеют входы для напряжения, изменяющего центральную частоту ГУН, и для подачи модулирующего сигнала. Синтезаторы. Синтезаторы в передатчиках радиостанций подвижной радиосвязи строят на основе колец ИФАПЧ.

Как правило, синтезатор состоит из двух функциональных устройств: ИС ПД вЂ”. предварительного делителя с переключаемым коэффициентом деления на р/(р+ 1) и собственно ИС синтезатора, содержащего три ДПКД и импульсно-фазовыи или импульсный частотно-фазовыи детектор (ИФД, ИЧФД) (рис. 11.8). На вход ПД подают напряжение с ГУН, на вход ДПКДв — колебания опорной частоты, выход ПД соединяют со входом ИС синтезатора. НеоБходимость использования ПД вызвана тем, что счетчики с переменным (целочисленным рядом) коэффициента деления (ДПКД) не работают на частотах выше 30...70 МГц, что требует предварительного деления частоты ГУН. Принцип работы схемы (рис. 11.8) состоит в следующем.

Частоту напряжения ГУН делят в ПД на р или на р+ 1; выходные импульсы с ПД поступают на два управляемых счетчика: ДПКДд с коэффициентом деления А и ДПКДв с коэффициентом деления В. В начале каждого цикла деления ПД производит деление на р+1. Импульсы с его выхода идут на оба счетчика ДПКДд и ДПКДв. При окончании счета ДПКДя, коэффициент деления в котором А меньше, либо равен В, выходной импульс с ДПКДа через схему управления переводит ПД в режим деления на р, и продолжается счет только в счетчике ДПКДв. Как только счетчик ДПКДв закончит счет, его выходной сигнал, являющийся выходным сигналом ДПКД в целом, переведет ПД в режим деления на р+ 1 и произведет установку счетчиков ДПКДд и ДПКДв в начальные состояния А и В.