Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 143
Текст из файла (страница 143)
Широкополосные сумматоры строят на основе квадратурных мостов сложения мощности на отрезках коаксиальных линии (гл. 3, рис. 3.46). Схема сложения мощностеи четырех передатчиков приведена на рис. 11.1. Мощности складывают попарно; при этом каждыи сумматор вносит затухание, равное 3 дБ, и половина мощности со входов выделяется в балластных нагрузках Яб. Квадратурныи мост обеспечивает О° ц Ю 4 0 со < СО сф 4 х т хм Ф а е Ф с с е й х а О в о а 44 а х Е м Ое л х л х" о й а х х й х е с с а й х х т х а ГО О С .С а л й а с с а СЧ 2 а й Ф сс а е х ай с м о о хо аа с а х о з В а а х 3 3 х и * о ав о 8 ОЮ 682 638 Рдс.
ЭВ1 Ря .увэ 634 развязку между входами двух передатчиков порядка 25 дБ в относительной полосе частот около 5 %. Для дополнительной развязки плеч на выходе каждого передатчика устанавливают циркуляторы, обеспечивающие затухание отраженной волны не менее 20 дБ. Потери прямой волны в циркуляторах составляют 0,15...0,25 дБ, Следовательно, при сложении мощностей четырех передатчиков по схеме рис.
11.1 потери в сумматоре г., „> 7 дБ. Достоинством схемы рис. 11,1 является ее широкополосность, возможность в процессе работы изменения рабочей частоты, что иногда требуется для организации режима прыгающей частоты в радиосети. Значительно более эффективными являются фильтровые сумматоры, построенные с использованием узкополосных фильтров (рис. 11.2). Каждый фильтр (резонатор) настроен на определенный частотныи канал передачи; при переходе на другую частоту используют как ручную, так и программную настройку резонаторов с помощью штырей, меняющих резонансные частоты контурое УУ1-Удп.
При реализации этои схемы решают сложные технологические проблемы получения высоко- добротных резонаторов. При использовании фильтровых сумматоров существует минимально допустимыи разнос между соседними каналами. На частотах вблизи 450 МГц он составляет 175...250 кГц, в диапазоне 800...1000 МГц — 200...600 кГц. Потери в сумматоре на филь- ' трах в зависимости от технологических решений и разноса по частоте 7„уц — — 1...3 дБ.
Поэтому фильтровые сумматоры предпочтительнее широкополосных. Их можно испольэовать и при органиэации в сотах режима прыгающей частоты, если число передатчиков БС соответствует числу выделенных частот. В этом случае каждый передатчик работает на постояннои частоте, а при смене кадров коммутируют информационные сигналы на входах передатчиков.
Дополнительные потери в тракт передачи вносит антенный коммутатор (дуплексер), необходимыи при работе приемных и передающих устройств на общую антенну. Их оценивают величинои 7.ду„= 1 дБ. Если ввести потери в фидере антенны Гф, то общие потери в тракте передачи составляют Ьсум + Ьдуд + Ьф. Потери в фидере стараются снижать до 1...1,5 дБ, размещая иногда оконечные усилители мощности непосредственно на мачтах. При иэвестнои после выполнения частотно-территориального планирования сети подвижной связи мощности излучения БС Рис в частотном канале мощность передатчика рассчитывают по соотношению 10 1ь(Рд руРьс) (дБ) = Ьеум (дБ) + Ьдуд (дБ)+ 1'ф (дБ)*.
(11.1) Качественные показатели передатчиков аналоговых систем подвижной связи с ЧМ выше, чем передатчиков низовой связи (1.1, гл. 8 5). Так, в радиостанциях сотовой связи с ЧМ нелинейные искажения при измерениях на частоте 1 кГц не должны превышать 2...2,5 % и быть не более 5 % в радиостанциях транкинговой связи. Мощности побочных излучений не должны превышать 1 мВт. Относительная нестабильность частоты АС с ЧМ составляет (2...5) 10 ' и обеспечивается опорным кварцевым генератором. В передатчиках БС с ЧМ относительная нестабильность частоты порядка (1... 2) 10 т, а в передатчиках БС цифровых систем снижается до 5 10 э. Такую нестабильность обеспечивают либо высокоточные кварцевые эталоны частот, либо синхронизация синтезаторов частот тактовой частотой группового канала сети, связывающей БС с центром коммутации подвижной связи.
Относительная нестабильность частоты АС цифровых систем при синхронизации от БС достигает 1 10 ". В передатчиках цифровых станций важным параметром является допустимое паразитное отклонение фазы на интервале передачи одного бита. В системах с гауссовской частотнои модуляциеи с минимальным сдвигом (ГЧММС) среднеквадратическая ошибка не должна превышать 5', а пиковая ошибка 20'. 11.2. Разработка структурных схем передающих устройств радиостанпий подвижной связи Конструктивно абонентскую станцию (АС), которую часто называют подвижной или мобильной станциеи, выполняют как одноплатныи приемопередатчик (рис. 11.3). В этой структуре собственно к передатчику относятся формирователь радиосигналов и усилитель мощности (УМ).
Элементами приемного тракта являются: малошумящий усилитель радиочастоты (УРЧ), смеситель, УПЧ и демодулятор. Блок обработки информационных сигналов (речи и данных), синтезатор частот и антенный коммутатор обеспечивают работу как передатчика, так и приемника. Важные задачи е радиостанции возложены на процессорный блок.
Кроме программного управления станциеи процессорный блок выполняет е В описаниях и спецификациях радиоаппаратуры систем подвижной свя- зи широко используют определение мощностей в дБм, что составляет 1018 Р (мВт). уач емепппепи ппч пйюор Тепе утоп пйтп орйтроюни инутормаиипннып еигнпппп пнптенный ппммутпапюр Еинтпепапор уаептоптьт трпрмирораптень радипеигнаппр иии юдюп УМ Ряс. 11.4 ппааиппптйт проиеггориеппеи ный пеон партн опопо- выМачзррпПой имрормопо Ряс. 11,8 637 636 значительную часть операции по обработке информационных сигналов при передаче и приеме. В станциях цифровой радиосвязи с временным сдвигом каналов приема и передачи информации один синтезатор частот обеспечивает стабилизацию несущей (центральной) частоты радиосигнала передатчика и гетеродина приемника. Радиостанции других систем, прежде всего аналоговых с ЧМ, имеют сдвоенные синтезаторы частот, один для передатчика, другой для приемника. Антенный коммутатор (дуплексер), служащий для разделения радиосигналов передачи и приема, состоит из двух полосовых фильтров: одного, включенного на выходе передатчика, другого — на вхоДе приемника.
Отметим характерные особенности радиостанций подвижной связи: широкое использование в станциях специализированных БИС и СБИС, разрабатываемых фирмами-производителями радиоаппаратуры для конкретных систем подвижной связи, что обусловливает разнообразие используемой элементной базы в абонентских и базовых станциях одного и того же стандарта, выпускаемых различными фирмами; синтез несущих частот на основе быстроперестраиваемых синтезаторов с импульсно-фазовои автоподстроикои частоты (ИФАПЧ) с внешней или собственнои кварцевои стабилизацией частот; переход к обработке информационных сигналов в цифровом виде в процессорном блоке; программное управление мощностью передатчика (напряжения питания подают на узлы передатчика только при переходе станции в активный режим, в ряде цифровых систем с учетом речевой активности абонента), регулировки выходной мощности передатчика, например в АС 65М, от 43 до 13 дБм с шагом 2 дБм; использование в АС мощностью 1...2 Вт элементной базы с низковольтным напряжением питания (3,5...5 В).
Рассмотрим построение структурных схем передатчиков аналоговых и цифровых систем подвижной связи. На рис. 11.4 приведена типовая структурная схема передающей части АС с ЧМ. Сигнал с микрофона 1 поступает в аналого-цифровой блок 2, где его усиливают и преобразуют в цифровой вид с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Фильтрацию с предыскажениями (подьем верхних частот), регулировку уровня передачи, компрессию, ввод цифровых последовательностей сигналов управления — все эти операции выполняет центральныи процессор ЦП 10. Обработанныи сигнал в цифровом виде возвращают в блок 2, где с помощью ЦАП и ФНЧ 3 получают аналоговый сигнал модуляции. Модуляцию осуществляют в ГУН с ЧМ (Ч МАГ) 4, как правило, на выходной частоте, хотя существует аппаратура с модуляцией на промежуточной частоте ПЧ (Г „= 45...80 МГц).
В этом случае передатчик строят по схеме рис. 9,1 с трактом ПЧ и повышающим УВЧ смесителем, При выполнении ГУН по трехточечной схеме на транзисторе снимаемый с него сигнал имеет мощность порядка — 10 дБм, что требует последующих ступенеи усиления 5 до уровня 13... 15 дБм. ГУН и усилители радиочастот УРЧ 5 строят на маломощных и малошумящих транзисторах, В схеме рис.
11.4 ГУН является перестраиваемым в рабочем диапазоне частот, центральная часть ЧМ сигнала стабилизирована синтезатором с кольцом ИФАПЧ 11. Стабильность частоты обеспечивает опорный кварцевый автогенератор ОГ 12. Усилитель мощности имеет предварительные каскады усиления б и оконечный УМ 7. Весь тракт усиления радиосигнала неперестраиваемыи, включая фильтр гармоник ФГ 8 и дуплексер 9.
Полоса усиления равна рабочему диапазону передатчика, приведенному в табл. 11.1-11.4. Число каскадов усиления зависит от выбранной элементной базы. Так, в носимой АС транкинговой связи "Леско 310-РЗЗН" мощностью 1 Вт, диапазона 301...308тт337...344 МГц и ГУН с ЧМ построен на специализированной ИС, за которой следует двухкаскадныи предварительный транзисторный УРЧ и выходной УМ, построенныи также на ИС [11.5)*. Параметры ИС УМ приведены ниже в 3 11.3. Наконец, долж- * См. сайт Интернета Мгр:/ьтьтитаеэко.ги. Фирма "Леско" выпускает радиооборудование (АС и БС) стандартов МРТ-1327, "Акгаа" и ВОЛЕМОТ в диапазонах 301...308, 337...344, 385...429 и 433...470 МГц. /2зг / 2тзПдв з~ 7гг($) =1/ — Пвехр [- 4 ) 1/!и 2 ]ь !и 2 Ряс.
11.5 Таблица 11.5 Ряс. 11.В 638 639 на Быть предусмотрена система управления питающими напряжениями 13 для оперативного включения и выключения передатчика и регулировки его мощности. Структурная схема передатчика АС цифровой связи приведена на рис. 11 5. Из сравнения схем рис. 11.4 и 11.5 видно, что в них много общего. Но есть и важные различия в построении возбудителя передатчика и в функциях, выполняемых центральным процессором (ЦП). Речевой сигнал с микрофона 1 преобразуют в блоке 2 в цифровой (ИКМ) и передают в ЦП 8 для выполнения всего комплекса процедур кодирования, перемежения, пакетирования и шифрации (например, в системе 65М).
Далее, поскольку в системах цифровои подвижной связи используют квадратурные виды модуляции, ЦП в соответствии с передаваемои по радиоканалу последовательностью логических нулей и единиц осуществляет цифровои синтез двух модулирующих сигналов изгг и им9 для реализации требуемого по стандарту вида модуляции: 4-0ФМ, з/4-0ФМ, ГЧ М М С вЂ” с необходимой низкочастотной цифровой фильтрацией. При модуляции х/4-ОФМ каждой паре передаваемых по радиоканалу бит соответствует фазовый сдвиг, приведенный в табл.
11 5. Диаграмму сигнала х/4-ОФМ определяют 8 возможных состояний; допускаемые переходы показаны на рис. П.б [11.6]. Из рис. 11.б следует, что в процессе передачи каждыи из квадратурных модулирующих сигналов изменяет свою величину, принимая одно из пяти дискретных нормированных значений (1; 0,707; 0; -0,707; -1). Сигнал ГЧММС для передачи цифровой последовательности со скоростью В [бит] можно представить в виде цгчммс = Г/з'п[[ыо+ 0ыо(4) в збг(1)]4), где вз обозначена операция свертки функций; Ього(1) — последовательность прямоугольных биполярных импульсов длительностью 1/В и с уровнями зХмо(1) = 2яВ/4 при передаче "0" и з."ьыо(з) = — 2ггВ/4 при передаче Г; — импульсная характеристика гауссовского фильтра; Пя — полоса пропускания на уровне — 3 дБ. Обозначая Ьгзг(1) = Ьыо(1) * в)гг(1), получаем игчммс = 77(имг совыо1+ изго Ипыо4), дратурные модулирующие сигналы, которые ЦП формирует в цифровом виде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
