Лекция 23 (лекции по УГФС)

2018-01-12СтудИзба

Описание файла

Файл "Лекция 23" внутри архива находится в папке "лекции по УГФС". Документ из архива "лекции по УГФС", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиопередающие устройства" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "радиопередающие устройства" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Лекция 23"

Текст из документа "Лекция 23"

Лекция 23

Принципы стабилизации множества частот. Синтезаторы частот. Диапазонные возбудители радиопередатчиков.

В составе любого радиопередатчика выделяется устройство, называемое возбудителем. Возбудитель является первичным источником рабочих колебаний радиопередатчика. Очевидно, в простейшем случае возбудитель радиопередатчика представляет АГ. Так как стабильность частоты рабочих колебаний должна быть относительно высокой, то АГ обязательно стабилизируется кварцем. Рассмотренные в лекции 22 одиночные КАГ могут использоваться в качестве возбудителей радиопередатчиков, работающих на одной фиксированной частоте. Такие радиопередатчики используются, например, для радиовещания в диапазонах длинных и средних волн. Если радиопередатчик должен работать на нескольких сменяемых частотах,1 то для каждой частоты может быть использован свой АГ с кварцевой стабилизацией частоты. Возбудители такого типа носят название кварц-волна. Может быть использован один КАГ, но со сменными КвР. В последнем случае стабильность частоты получаемых колебаний будет ниже вследствие необходимости смены КвР, что требует дополнительных элементов подстройки и затрудняет термостатирование АГ. Возбудители кварц-волна применяются в стационарных вещательных и связных радиопередатчиках, если требуемое число частот N ≤ 10. Возбудители со сменными, в том числе с переключаемыми, КвР применяются, в частности, в подвижных и носимых радиостанциях.

При большом числе частот делать на каждую частоту свой КАГ – возбудитель или иметь большое число сменяемых КвР получается громоздко и экономически невыгодно. Для уменьшения количества КвР в современных радиопередатчиках используют сложные схемы возбудителей, носящих название диапазонных возбудителей, обеспечивающих стабилизацию большого числа частот при небольшом количестве КвР. В некоторых случаях все рабочие частоты стабилизируются с помощью только одного КвР.

Возбудители современных радиопередатчиков являются сложными устройствами, основой которых являются так называемые синтезаторы частот. Синтезаторы частот позволяет перекрывать весь рабочий диапазон дискретно или плавно с привлечением ограниченного числа КвР. В состав возбудителей входят также формирователи рода (вида) работ. В формирователе рода (вида) работ осуществляется формирование модулированного сигнала, производимое обычно на пониженной частоте, с последующим переносом спектра в диапазон рабочих частот. Поэтому ещё одним элементом возбудителя является тракт переноса сформированного сигнала в рабочий диапазон частот. Структурная схема возбудителя современного радиопередатчика представлена на рис.23.1. Весь комплекс возбудителя снабжается собственными источниками питания и конструктивно выполняется в виде отдельного автономного блока или стойки. Очевидно, при отсутствии формирователя вида (рода) работ и тракта переноса возбудитель – он же синтезатор частот.


Для современного возбудителя наиболее важными являются следующие технические характеристики:

диапазон рабочих частот fМИНfМАКС ;

характер перекрытия диапазона (плавный или дискретный);

интервал («шаг») между соседними частотами (обычно 10 или 100 Гц) или общее количество фиксированных частот (до 20…30 тыс. и более) (при плавном перекрытии диапазона эти характеристики отсутствуют);

нестабильность частоты (порядка 10-6…10-7, в цифровых схемах до 10-8);

уровень побочных спектральных составляющих (не более – 80 дБ или – 60 дБ в зависимости от класса возбудителя);

длительность и характер перестройки (ручная, дистанционная);

род работы (классы излучений);

выходное напряжение и требуемое сопротивление нагрузки (в современных возбудителях эффективное значение выходного напряжения 0,5…1 В на нагрузке 50…75 Ом).

Синтезаторы частот диапазонных возбудителей могут быть построены по методу частотного синтеза, когда рабочая частота как бы «собирается» из отдельных составляющих, и по методу частотного анализа, когда рабочая частота анализируется с использованием заданных опорных частот. Поэтому часто возбудители, построенные по методу частотного синтеза, называют синтезаторами (иногда «прямыми синтезаторами» ), а возбудители, построенные по методу частотного анализа называют «непрямыми синтезаторами» .

Ниже мы рассмотрим наиболее характерные схемы синтезаторов частот (прямых и непрямых), применяемых в диапазонных возбудителях радиопередающих устройствах.2

Интерполяционная схема диапазонного возбудителя

(Синтезатор частот по интерполяционной схеме)

П
ростейший способ уменьшения количества КвР для стабилизации множества рабочих частот радиопередатчика заключается в построении возбудителя по интерполяционной схеме3, изображённой на рис.23.2.

Такой возбудитель имеет в своём составе два кварцевых АГ со сменными кварцами: первый КАГ 1 имеет n1 КвР с частотами fКВ1, fКВ2,…, fКВn1, отличающимися друг от друга на величину Δf0 = fКВ КfКВ К-1, где к = 2, 3,…, n1; второй КАГ 2 имеет n2 КвР с более низкими частотами FКВ1, FКВ2,…, FКВn2, отличающимися друг от друга на величину
ΔF0 = Δf0/n2 = FКВ КFКВ К-1, где к = 2, 3,…, n2. В данном случае ΔF0 носит название интервала (шага) сетки частот, который равен разнице между двумя соседними рабочими частотами. С помощью смесителя и перестраиваемого фильтра на выходе возбудителя выделяется колебание суммарной или разностной частоты f = fКВ К ± FКВi, где к = 1, 2,…, n1;
i = 1, 2,…, n2. Подбирая соответствующим образом частоты КвР, можно обеспечить необходимый набор (сетку) частот возбудителя. На рис.23.3 показан пример образования сетки частот при использовании двух высокочастотных (n1 = 2) и двух низкочастотных (n2 = 2) КвР.



Общее число рабочих частот возбудителя оказывается равным N = 2n1n2, так как с каждым КвР первого КАГ каждый КвР второго КАГ даёт две частоты: суммарную и разностную.

В интерполяционной схеме возбудителя стабильность частоты выходных колебаний в основном определяется стабильностью частоты высокочастотного КАГ. Действительно, для рабочей частоты f = fКВ К ± FКВi в силу независимости частот автогенераторов абсолютная нестабильность частоты равна

относительная нестабильность

Если имеет место fКВ К >> FКВi, то

т
о есть общая нестабильность частоты складывается из нестабильности частоты высокочастотного АГ и уменьшенной в раз нестабильности частоты низкочастотного АГ. Это обстоятельство даёт возможность в качестве низкочастотного АГ использовать бескварцевый АГ плавного диапазона (АГПД). В этом случае мы получим плавное (сплошное) перекрытие требуемого диапазона частот от fМИН до fМАКС. Интерполяционная схема диапазонного возбудителя с АГПД представлена на рис.23.4.

Основным недостатком интерполяционной схемы является наличие комбинационных частот на выходе смесителя,4 где n, m – номер высшей гармоники соответствующей частоты, некоторые из которых и могут быть близкими к рабочим частотам . Такие частоты почти не ослабляются фильтром на выходе смесителя и в последующих каскадах радиопередатчика, создавая в итоге побочное излучение, мешающее другим радиолиниям. Комбинационные частоты вида представляют меньшую опасность, так как они заметно отличаются от рабочей частоты.

Для ослабления уровня комбинационных частот в интерполяционной схеме применяют балансные и кольцевые схемы смесителей,5 а также выбирают частоты автогенераторов таким образом, чтобы в полосу пропускания фильтра могли попадать только весьма малые по амплитуде комбинационные частоты высоких порядков. Этот вопрос мы обсудим при рассмотрении компенсационной схемы диапазонного возбудителя.

И нтерполяционный метод получения стабильных частот лежит в основе метода многократного гетеродинирования. Суть этого метода состоит в том, что в схеме (рис.23.2) вместо КАГ 1 и КАГ 2 используют такие же интерполяционные схемы. Структурная схема, поясняющая метод, представлена на рис.23.5, где См – смеситель, Ф – фильтр, КАГ – кварцевый АГ.

Пользуясь этим методом, можно создать возбудитель (синтезатор частот) с большим числом дискретных фиксированных частот в заданном диапазоне при сравнительно небольшом количестве КвР. Действительно, пусть всего мы имеем 2n1 высокочастотных и 2n2 низкочастотных КвР.6 В простой интерполяционной схеме (рис.23.2) с таким числом КвР можно получить
N = 2 (2n1)(2n2) =8n1n2 дискретных частот. По методу многократного гетеродинирования, применяя в каждом высокочастотном КАГ (КАГ 1 и КАГ 3) по n1 КвР, а в каждом низкочастотном КАГ (КАГ 2 и КАГ 4) по n2 КвР, мы получим N = 2 (2n1n2)(2n1n2) = 8n12n22 дискретных частот, то есть в n1n2 раз больше. Схема (рис.23.5) носит название параллельной схемы многократного гетеродинирования. Возможна реализация последовательной схемы, представленная на рис.23.6.



При использовании метода многократного гетеродинирования обычно выделяется либо суммарная, либо разностная частота.

Возбудители по интерполяционной схеме относятся к прямым синтезаторам и широко применяются в переносных и подвижных радиопередающих устройствах, а также в стационарных радиопередатчиках. Они оказываются удобными для передатчиков с частотной модуляцией (ЧМ), когда в качестве низкочастотного АГ используется АГПД, в котором легко осуществляется ЧМ с нужными параметрами. Стабильность результирующей рабочей частоты, как было показано, при этом практически определяется высокочастотным АГ, который обязательно имеет кварцевую стабилизацию частоты.7

Компенсационная схема диапазонного возбудителя
(Схема с вычитанием ошибки)

К
омпенсационная схема, известная также как схема с вычитанием ошибки, обеспечивает более эффективное подавление комбинационных частот. Сущность схемы заключается в создании достаточно узкополосного перестраиваемого фильтра в диапазоне рабочих частот возбудителя, который и обеспечивает подавление комбинационных частот. Упрощенная структурная схема возбудителя по компенсационной схема представлена на рис.23.7.

Колебания от КАГ поступают на делитель частоты с коэффициентом деления К, на выходе которого получаются колебания с частотой ΔF0, равной интервалу между рабочими частотами возбудителя (шаг сетки частот). Из этих колебаний в умножителе вырабатываются короткие импульсы, следующие с частотой ΔF0. Частотный спектр этих импульсов, состоящий из гармоник частоты их следования

,

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5057
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее