Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 107
Текст из файла (страница 107)
Окончательная установка тока фокусирующей катушки производится при наличии сигнала возбуждения по максимуму КПД клистрона. Устройства защиты клистроиа. Особое внимание к этому вопросу определяется повышенной мощностью клистронных передатчиков, устройства защиты предотвращают выход из строя клистрона и других элементов передатчика при случайно возникающих перегрузках, пробоях, нарушениях в работе системы охлаждения и т. п. В случае нарушения работы водяного или воздушного охлаждения датчики, реагирующие на скорость течения или температуру охлаждающей воды или воздуха, отключают напряжения питания клистрона. Для защиты клистрона от длительных перегрузок в его анодную цепь включается специальное реле, которое в случае опасности отключает высоковольтный выпрямитель со стороны источника переменного тока.
Для защиты клистрона от кратковременных пробоев, которые могут в нем возникнуть, в анодную цепь включается так называемое антигазовое сопротивление (защита с помощью реле имеет недостаточное быстродействие). Значение сопротивления указывается в паспорте клистрона и для существующих типов должно быть равно 140...300 Ом.
При аварийном рассогласовании выходного фидера с нагрузкой мощные отраженные волны могут вызвать повреждение ферритового вентиля, включенного в фидер, а при его отсутствии или неисправности — повреждение входных цепей клистрона. Для защиты от этих повреждений в выходном фидере устанавливается датчик КСВ„который с помощью реле выключает источник напряжения возбуждения или анодный выпрямитель в том случае, если КСВ превышает допустимое значение.
В филере мощных передатчиков могут возникать дуговые разряды, которые приводят к повреждениям фидера и клистрона. Возникший дуговой разряд должен быть обнаружен и погашен как можно раньше. Для этой цели в фндере передатчика устанавливается фотоэлемент или 526 фотодиод, который с помощью реле отключает источник возбуждаю- щего напряжения высокой частоты и высоковольтный выпрямитель.
10.7. ПЕРЕДАТЧИКИ ЦИФРОВЫХ РРЛ Как хорошо известно [5 — 9, 23, 24], в радиосвязи вообще и в радиорелейной, спутниковой, оптической в особенности интенсивно внедряются и уже широко используются цифровые методы передачи информации. Существует два варианта передачи цифровой информации по радиоканалам: приспособление ранее созданных и широко используемых на практике аналоговых каналов и создание специальных цифровых каналов.
При передаче цифровых сигналов по существующим аналоговым РРЛ затраты на организацию цифрового тракта невелики. Но прн этом не полностью используются преимущества цифровых систем и возникаюттрудности с обеспечением электромагнитной совместимости [24]. В первом случае цифровую информацию приходится согласовывать с возможностями стандартных аналоговых каналов, во втором — аналоговые сообщения предварительно преобразовывать в цифровую форму. В настоящее время используются оба варианта. В ближайшем будущем вероятен полный переход на цифровые методы передачи информации.
Аналоговые РРЛ, ТРЛ, СЛС рассмотрены выше; для передачи по ним цифровой информации в стандартном телефонном канале используются специальные дополнительные модуляторы-демодуляторы (модемы). Подлежащий передаче сигнал формируется с помощью типовой цифровой аппаратуры, например ИКМ-ЗО, ИКМ-120, и по кабельным или другим линиям связи подается на РРС, РТС, земную станцию СЛС. Таким образом осуществляется так называемая первичная модуляция, в данном случае ИКМ. Этот ИКМ сигнал осуществляет вторичную модуляцию несущего колебания СВЧ или УВЧ.
Тракт радиочастоты цифровых передатчиков может быть реализован в двух вариантах: с модуляцией на рабочей (выходной, несущей) частоте в диапазоне СВЧ или УВЧ и с модуляцией на промежуточной частоте (см. З!0.2 и 10.5). При двух- или четырехуровневом модулирующем сигнале, т. е. при передаче одного или двух независимых цифровых сообщений (аналогия с ЧМ илн ДЧТ в 8 8.7), проще построить передатчик с модуляцией на несущей частоте (рис.10.18,а). При передаче больших потоков цифровой информации приходится использовать существенно более сложные способы манипуляции, которые технически целесообразнее выполнять на пониженной стандартной промежуточной ( поднесущей) частоте [23, 24] (рис.10.18,б). Для модуляции радиочастотной несущей используются различные виды ИКМ.
В одно- и двухканальных РРЛ применяются амплитудная (ИКМ-АИМ), частотная (ИКМ-ЧМ), относительная фазовая (ИКМОФМ) модуляции, причем ИКМ-АИ встречается в простейших РРС, 527 /Экенанче евр ф~ Рис, 10.18. Функциональные схемы цифровых лередатчнков СВЧ с модуляцией иа рабочей (а) и лромыаугочиой (б) частотах например в «Электроника».
При одновременной передаче сообщений от нескольких (больше двух) цепей с ИКМ используется многоуровневая модуляция несущей с числом уровней вг = 2", где л — число двоичных цифровых сигналов с ИХМ Прн этом цифровом сигнале поочередно передается илн логический нуль, или логическая единица, что соответствует одной из двух частот(ИКМ-2ЧМ).
При двух сигналах возникают четыре возможные состояния (00,01, !0,!!), т. е. при частотной модуляции ИКМ-4ЧМ, анри относительной фазовой ИКМ-4ОФМ. При большом числе уровней (8, 16, 32, 64), что соответствует передаче одновременно трех — шести потоков информации с ИКМ, используют сложные комбинированные виды многоуровневой мо)гулянии, и прежде всего амплитудно-фазовую квалратурную (КАМ, АФМ [9, 16, 23]. У современных и перспективных РРС с !6- 32-, 65-позиционной КАМ заметно лучше использование спектра частот по сравнению с аналоговыми [23]. В передатчиках с ЧМ и ФМ (с постоянной амплитудой сигнала) требования к тракту усиления мощности такие же, как рассмотренные в гл. 8, т.
е. нелинейность амплитудной характеристики не приводит к возникновению нелинейных искажений. В передатчиках с амплитуднофазовой модуляцией (КАМ, АФМ) тракт усиления мощности должен быть линейным (см. гл. 7). Примером структурной схемы реализации модулятора ИКМ-4ФМ может служить рис. 10.19 [16]. Балансные модуляторы н мостовая цепь 528 «л« рр р/ яу « « «««л рз« !ту Рис.
10.19. Струатурная схема (а) н векгорнаа днырамма (6) молулятора ИКМ-4ФМ сложения выполняются по современной микроэлектронной технологии; их описание выходит за пределы учебника. Рассмотрим особенности амплитудно-импульсной модуляции генератора СВЧ. В простейших малоканальных РРС может использоваться модуляция вида ФИМ-АИМ или ИКМ-АИМ. При первичной Фаза импульсной молуляцин в каждом канале аппаратуры временного разделения сначава получюот сигналы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), как наиболее простые.
Затем онн преобразуются в сигналы ФИМ. Наконец, получают !рупповой сигнал, который представляет собой сумму импульсов всех рабочих каналов, канала служебной связи н канала синхронизации. Пример группового сигнала ФИМ представлен парис. 1О 20 Отрезок Т, = Нр„лазы вмтся периодом дискретизшршло времени. Для телефонной связи по рскомейдацнй МККГГ он выбирается равным 125 нкс (Рл = 8 кГц); Т = Т, /)т' — время, отводимое кюкдому каналу; Х! — общее число канавов; дл = (0,3,0,4) Т вЂ” максимальная амплитуда временного сдвига канюзьного импульса. Последняя должна выбиратьса так, чтобы во время модуляции канальные импульсы не могли попадать в интервалы времени, отведенные соседним каналам. Обычно выбирают длительность канального импульса т = 0,1.„1 мкс.
Для синхронизации применяются сдвоенные импульсы, имеющие такую же длительность, что и канальные, н Фиксированный интервал между ннмн. Вторичная импульсная модуляция, при которой происходит преобразование видеонмпульсов в радиоимпульсы, тоже называется импульсной,иодуллчией. Этот внд модуляции производится в усилителе нли автогенераторе СВЧ, которые управляются вндеоимпульсамн н работыот в импульсном режиме (рис.
1021 н !022). Как показано в гл. 1, 4, в подавлжощем большинстве случаев современные передатчики строятся по миогокаскадной схеме. В передатчике (рнс.! 0 21 а) маломощный задаю- Рис. 10.20. Групповой сигнал при фазонмпульсной модуляции 529 Инлуласный зруллодай а) сизнал Рис. 10.21. Функциональная схема передатчика с импульсной модуляцией (и) и вре- меннь1е диаграммы видео- и радиоимпульсов (б) щий генератор работает в непрерывном режиме, в нем можно рсалюовать достаточно высокую стабильносп частоты. Далее следуют каскады усиления мощности и выходной усилитель, работающий в режиме импульсной модуляции.
В последнем осуществляется 100 У -иаа амплитудная модуляция колебаний СВЧ видеом м пульсами, имеющими форму, близкую к прямоугольной. На выходе модулируемого усилителя получаются радиоимпульсы (рис. 10.21,0) У импульсных передатчиков, работающих с короткими импульсами т„= О,! ...1 мкс, широкий спектр излучения П= 1(т». В этих условиях нет необходимости в очень высокой стабильности несущей частоты, так как необходимая полоса частот дла канала связи почти не зависит оте = ф„кто Действительно, на частоте, напримеру"= 3 10 Гц = 3 ГГц 9 (Л = 1О см) при относительной нестабильности е = Ьгхмту" = 1О получим абсолютную -е иестабильносгь4/хит =3 10 Гц = 3 кГц, а при а = 10 з С!~'„мг = 3 1О" Гц= 3 МГц. Но полоса частот импульсной последовательности ш = 0,1 мкс имеет полосу П = ! 0 МГц, т.
е, в 3 раза шире, чем при е = 1О . Такую степень стабильности частоты может обеспечить автогенератор с (.С-контуром при некоторых параметрических мерах стабмлизации частоты. В перелатчике с импульсной модуляцией автогенератора (рис, 10.22,и) имеются два каскада; мощный автогенератор СВЧ, работающий в импульсном режиме непосредственно на антенно-фидерный тракт, и усилитель видеоимпульсов.
Преимушества такой схемы — минимальное число каскадов, малые размеры и масса, высокая надежность. Недостатки, как уже отмечалось, — низкая стабильность частоты и возможность возникновения а знд Янлулзсныу" зруллодои сознал а) Рис. 10.22. Функциональная схема однокаскадного передатчика с импульсной модуля- цией (а) и временная диырамма установления и спада радноимпульса (6) 530 шумов в каналах, обусловленных нестабильностью времени установления колебаний в азтогенер агоре.
Работе автогенератора в импульсном режиме присущи некоторые особенности. Процесс установления колебаний в автогенсраторе пояснястсл с помощью рнс, !0.22,б. В момент Ге, когда модулирующнй импульс поступает иа модулируемый автогенератор, в нем начинают нарастать автоколебания по закону е = (/ее 'ялом; а =(1/2С)((К-Р)Я вЂ” 1/К,„,], где (/е — начальная амплитуда колебаний; С вЂ” емкость колебательного контура автогенератора; К вЂ” коэффициент обратной связи; Р, Я вЂ” соответственно проницаемость н крутизна характеристики лампы (транзистора); й» вЂ” эквивалентное сопротивление в аношюй (колласторной) цепи лампы (транзистора).
Время установления колебаний, показанное на рисунке н определяемое нз выражения Гэ«г = (2,3/а)18((/нм/(/е), оказывастса большим, соизмеримым с дчительн остью импульсов н нестабильным. Причина нестабильности эаюпочается в том, что начальное напрюкение (/е определяется случайным напрюкеннем шума в контуре. Большое время установления нежелательно, так как ограничивает минимальную длительность модулируюших импугжсов н число каналов передатчика. Нестабиньносгь этого времени являетса причиной появления шумов в телефонных каналах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
