Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 73
Текст из файла (страница 73)
В радиопередатчиках, работающих на фиксированной частоте с одним из видов раБот, может отпасть необходимость не только в блоке ФВР, но и в блоках ПЧ, ДОЧ, ФСЧ Возбудитель такого передатчика вырождается в опорный генератор (ОГ), дополняемый при необходимости умножителем частоты. В радиопередатчиках с угловой модуляциеи (например, в радиопередатчиках ОВЧ ЧМ низовой подвижнои радиосвязи) в последнее время все чаще модуляцию осуществляют на рабочей частоте в кольце фазовои автоподстройки частоты синтезатора частот. В таких случаях функциональную схему возбудителя, показанную на рис. 4.1, можно упростить изъятием Блоков ФВР, ПЧ (подробнее см.
3 4.6). Тракт преобразования частоты Ги (ПЧ), на которой произведено формирование треБуемого вида раБоты в Блоке ФВР (рис. 4.1), позволяет перенести модулированное колебание в диапазон рабочих частот возбудителя Г = Ггт... Г„. Тракт ПЧ возбудителя включает в простеишем случае один смеситель частот Ги и )', (рис. 4.1) с последующим фильтром для выделения полезного сигнала с одной из частот: Г + Гс, — или Гм — ); и для ослаБления всех прочих (побочных) сигналов. Часто тракт преоБразования частоты многоступенчатый — не удается обойтись одним преоБразователем частоты (из-за трудностей филь- 330 трации полезного и побочных сигналов, иэ-за недопустимости инверсии спектра сформированного вида работы, см. э 4.5). Тракт ПЧ возБудителя должен удовлетворять техническим требованиям по качественным показателям модуляции (АЧХ, ФЧХ, линеиность), Опорный генератор 10Г на рис.
4.1) чаще всего представляет собой автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты, дополненный системой термостатирования или термокомпенсации. Иногда в качестве ОГ используют квантовыи стандарт частоты (при особо жестких требованиях по допустимой нестабильности частоты, около 1 10 ... 1 10 ). — 9 — 13 В отдельных случаях опорную частоту получают от специального радиоприемника, принимающего одну из высокостабильных частот, излучаемых передатчиками службы точного времени (в возбудителях передатчиков синхронного радиовещания "Синхронизатор", в возбудителях типа ВТВ-75, и т.п.). Помимо основных Блоков возбудителя, показанных на рис. 4.1, имеются блоки питания, ручного и дистанционного управления, устройства запоминания рабочих частот и видов работ на каждой из них, устройства стабилизации уровня выходного сигнала возбудителя.
В последнее еремя большинство вновь разрабатываемых возбудителей содержит встроенную микроЭВМ или микропроцессор для автоматизированного управления и контроля возбудителя, передатчика. Для автоматизированного контроля качественных показателей излучаемого сигнала возбудители часто комплектуются блоками обратного контроля — с их помощью излучаемый передатчиком сигнал преобразуется по частоте в сигнал с фиксированной средней частотой, на которой производятся соответствующие измерения параметров сигнала. Разнообразие вариантов построения отдельных блоков возБудителя, их параметры определяются в значительной степени назначением и параметрами передатчика, для которого предназначен возбудитель.
На выбор типового или разработку нового возбудителя влияют следующие основные исходные параметры 11.5; 4.4; 4 10): диапазон рабочих частот; допустимая нестабильность частоты; формируемые виды работ, шагсетки частот; инерционность перестройки; уровень подавления дискретных побочных составляющих; уровень паразитного отклонения амплитуды, частоты, фазы (ПОА, ПОЧ, ПОФ).
Условия эксплуатации, ограничения массогабаритных показателен, энергопотребления в особых случаях могут диктовать специфические структурные схемы возбудителеи и выБор элементной базы Диапазон раБочих частот возбудителя Гк... Гэ в современных радиопередатчиках чаще всего совпадает с диапазоном рабочих частот радиопередатчика. Иногда (что характерно для ранее разрабатываемых возбудителей) возбудитель строят в диапазоне частот, отличающемся в целое число раз (в меньшую сторону) от диапазона рабочих частот передатчика, для упрощения технической реализации возбудителя.
Подобным образом устроен, например, возбудитель ВТ-53М в радиопере-. датчике ВЯЗ. В таких случаях первые каскады радиочастотного усиления мощности передатчика приходится использовать в режиме умно- жения частоты. Диапазон рабочих частот возбудителя часто характеризуют коэффициентом перекрытия по частоте Е = ТзЯ„где Т, и 1э — верхняя (максимальная) и нижняя (минимальная) рабочая частота возбудителя соответственно. Возбудитель считают широкополосным при 1,2 ( Е < 50...100.
В радиопередатчиках телевизионного вещания используют возбудители типа "кварц-волна" или многоканальные 1метрового или дециметрового диапазона). Допустимая нестабильность частоты возбудителя определяется (не более или равна) допустимой нестабильностью частоты передатчика, которая жестко регламентируется общесоюзными нормами на допустимые отклонения частоты [4.1). Количественно нестабильность частоты характеризуется величинои абсолютнои или относительной нестабильности. При этом различают кратковременную и долговременную нестабильности частоты. Медленные изменения мгновеннои частоты (иэ-эа старения радиодеталей, медленно меняющихся внешних воздействий— температуры, влажности, давления и т.п.) обусловливают ее долговременную нестабильность.
Быстрые изменения мгновенной частоты происходят вследствие пульсации напряжения источников питания, резких изменений нагрузки, вибрации, из-эа тепловых и дроБовых шумов авто- генератора и следующих за ним каскадов. Долговременную нестабильность частоты определяют как разность усредненных на интервале времени т частот в начале и конце интервала наблюдения Т (т (( Т). Абсолютную кратковременную нестабильность частоты определяют как среднеквадратическое отклонение мгновенной частоты относительно среднего значения: г7' — — Ь ГзГ7, г) 1г, в а относительную нестабильность — как Значения нестабильностеи зависят от выбора интервалов усреднения т и наблюдения Т, Для устранения неоднозначности при определении долговременной нестабильности Т выбирают в интервале от одного месяца до одного года и т = 1 сут; при определении кратковременной нестаБильности Т = 100 с и г = 0,001; 0,01 или 0,1 с в зависимости от вида модуляции и назначения радиосистемы (см.
7" 4.1). Относительная кратковременная и долговременная нестабильности частоты лежат обычно в интервале 10 ~... 10 19. Для нестабильности интервала 10 з... 10 9 в качестве опорных (эталонных) генераторов используют кварцевые авто- генераторы (АГ); для получения более стабильных частот вместо кварцевых АГ используют пассивные (10 з...10 э) или активные квантовые стандарты частоты (10 ...10 'з). Нестабильность частоты современного возбудителя определяется в основном нестабильностью частоты опорного генератора. Рациональным выбором структурной схемы 333 возбудителя (желательно минимальное количество или полное отсутствие умножителей частот, смесителей частот; желателен один вместо нескольких опорныи генератор) можно ограничить степень ухудшения нестабильности выходнои частоты возбудителя по сравнению со стабильностью частоты опорного генератора.
Если в возбудителе используют несколько автономных автогенераторов для получения выходнои частоты (помимо ОГ), то нестабильность выходной частоты / может Быть оценена по формуле, справедливои для некоррелированных флуктуаций частот используемых генераторов: / где / — выходная частота возБудителя; / „.../„— частоты использу емых автогенераторов; /, /,„,...,/ — их абсолютные нестабильности. Мерой "чистоты" спектра выходного сигнала возбудителя в отсутствие модуляции (манипуляции) служат такие характеристики, как паразитные отклонения частоты (ПОЧ), фазы (ПОФ) и амплитуды (ПОА) [1.5; 4.1; 4.4]. Уровень паразитного отклонения частоты (ПОЧ) или фазы (ПОФ) оценивается среднеквадратическим значением суммы спектральных составляющих паразитного отклонения частоты (или соответственно фазы), лежащих в заданнои полосе частот Ре...Рэ, т.е.
грэ оу = еь|(Рл Рв) = [ оу(Р) цР; 130 у~э <ти = 15у(Ря Рв) = — / Ви(Р) г1Р. я Здесь ои — — Ь~р в градусах; Яу(г ) и Яи(Р) — спектральные плотности среднего квадрата (энергетические спектры) паразитного отклонения частоты и фазы соответственно; Ре...Рл — полоса частот, обычно соответствующая полосе частот полезного сигнала или полосе частот соседнего канала. Связь между энергетическими спектрами частотных и фазовых флуктуаций Я (Р) = Яу(Р)//~. Отметим, что численное значение ПОЧ практически совпадает [1.5] с кратковременнои нестабильностью частоты ~ту = Ь/ (г,Т) при г = 1/Р„и Т = 1/Рю Уровень паразитного отклонения амплитуды (ПОА) рэ /1ьГ/РА~ РВ) — э~ Зтт(Р) ~Р~ где огт(Р) — спектральная плотность среднего квадрата параэитного отклонения амплитуды. 334 Энергетический спектр при одновременной амплитудной и частотной (фазовой) паразитной модуляции симметричен относительно средней частоты лишь в отсутствие корреляции между флуктуациями амплитуды и частоты (фазы)г Реально такая корреляция часто име место, что приводит к некоторой асимметрии результирующего энергет.
ееского спектра, а значит, и к дополнительному смещению от номинала среднего значения рабочей частоты возбудителя. Наличие паразитной АМ нежелательно также потому, что АМ преоБразуется в фазовую (частотную) модуляцию в варакторных умножителях частоты, в фильтрах с электронной перестройкой, смесителях, амплитудных ограничителях, в усилителях, во всевозможных устройствах с амплитудно-фазовои конверсиеи [4.3, с. 54-71] Известно, что в оБщем спектре шумов доля мощности амплитудных шумов обычно существенно меньше доли мощности частотных (фазовых) паразитная АМ легко уменьшается рациональным выбором метода синтеза. Инерционность перестроики частоты возбудителя в основном определяется инерционностью перестройки частоты синтезатора частот— СЧ (рис. 4.1). В особых случаях (при жестких требованиях к инерционности перестройки) существенно влияние инерционности перестроики частоты в тракте преобразования частот (ПЧ на рис.
4.1), зависящей от инерционности используемых фильтров (полосовых ФНЧ, ФВЧ). Допускается инерционность перестройки частоты возбудителя от единиц секунд до единиц микро- и даже наносекунд [4.10]. НаиБолее жесткие требования к допустимой инерционности перестройки частоты возбудителя предъявляют в подвижнои радиосвязи, в системах передачи информации сигналами типа частотно-временной матрицы и т.п. [4.10]. Проблема повышения быстродействия возбудителеи (синтезаторов частот) наряду с проблемой улучшения спектральной чистоты выходного колебания — основные и к тому же взаимосвязанные проБлемы в теории и технике синтеза частот, темпы решения которых далеко не всегда соответствуют темпам ужесточения технических требований заказчика вновь разрабатываемой радиоаппаратуры. Уровень подавления дискретных побочных составляющих на выходе возбудителя оценивается (в децибелах) отношением эффективного напряжения наибольшей по уровню дискретной побочнои спектральной составляющей к эффективному значению суммарного напряжения всех составляющих выходного колебания В = 20 Щоеье/ГГ~;) [4.4].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
