Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 78
Текст из файла (страница 78)
синхронности работы ансалтбля АГ и управления фазовыми сдвигами в соответствии с заданными условиями работы ФАР. Известно, что в синхронизированных ЛГ фазовые соотнопзения можно менять путем перестройки или частоты синхросигнала, или собственной частоты колебательной системы АГ. В первом случае частота излучаемого сигнала будет меняться, что нежелательно, во втором — оставаться постоянной и равной частоте синхронизирующего сигнала. Обычно электронная перестройка резонансной системы в АГ осуществляется управляемыми емкостными элементами, варикапами.
Системы фазирования передатчиков с автоколебательными ФАР можно дополнить или полностью заменить управляемыми фазовращателя- I с Усшрсйс (рагирсс лил Рис. РЗЛ, Ралиоперелающие устройства лля фазированной антенной ргп|еткн пассивного тива с напальными усилителями мощности (а) и активного типа с фазированными автогенераторами (б] 336 ми, которые, как уже отмечалось, широко используются в передатчиках с ФАР на усилителях.
Таким образом, передатчики о автоколебательными ФАР обладают большими функциональными возможностями а точки зрения управления ДН. Синхронизируюший сигнал при авто- колебательной ФАР может быть тем меньше, чем уже необходимая полоса синхронизма АГ.
В свою очередь, чем меньше полоса синхронизма, тем больше крутизна управления по фазе АГ. Таким образом, и точки зрения повышения эффективности управления ДН и коэф. фициента усиления системы необходимо стремиться к сужению полос синхронизма АГ. В то же время полосы синхронизма должны быть достаточно широки. ми, чтобы система нормально работала в условиях всегда существующего раз. броса собственных частот колебательных систем АГ, вызванного неидентичностью их параметров, нестабильностью питания, температуры и т.
д. В ряде случаев предъявляются жесткие требования к стабильности фазы несущего колебания радиосистемы. При этом в условиях воздействия на тракты ФАР дестабилизирующих факторов оказывается целесообразным использовать системы автоматической подстройки фазового набега (АПФ) (рис. 23.5). В кольцо автоподстройки входят направленный ответвитель (НО), фазовый детектор (ФД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и управлнемый фазоврашатель Ф. Если обозначить через Ь коэффициент усиления по постоянному току в ФНЧ, Š— максимальное напряжение ФД, ге — крутизну фазовой характеристики ФД, 5 — крутизну модуляционной харйктеристики фазоврашателя с УМ, то медленные нестабильности фазового набега в УМ уменьшаются из.за действия кольца АПФ в У =- 1 + врез Е раз.
Выбирая частотную караитериотику ФНЧ, Ф можно добиться эффективного подавления наиболее опасных внутренних помех и иметь достаточный запас устойчивости системы АПФ. Теория и практика-радиосистем о ФАР начала интенсивно развиваться только за последние 1Π— 15 лет, когда достижения в области микроэлектроники СВЧ позволили осуществлять компактные и надежные конструкции антенных решеток, фазоаращателей и усилительных или генераторных модулей. По-видимому, в ближайшие годы можно ожидать дальнейшего значительного развития этого направления. Таким образом, специфическими требованиями к передатчикам с ФАР является необходимость формировать радиосигнал о заданными параметрами (точностью, внеполосным излучением и др.) не на выходе мощного каскада, а в нужном направлении пространства.
Поэтому усложняется управление колебаниями в каждом из каналов, надо предусматривать коррекцию межканальных искажений и связей. При выборе структуры передатчика следует рассматривать передатчик о ФАР как единое устройство с модуляторами в возбудителе и в каждом из каналов. Управление таким передатчиком и модуляция в его узлах, как правило, осуществляются с помощью цифрового процессора.
339 Г Л А В А 24. ВОЗЬУДИТЕЛИ ПЕРЕДАТЧИКОВ. СИНТЕЗАТОРЫ ЧАСТОТЫ х4л. трввовднив к воввудмтйпяы и смнтввдторддд чдстгзты Требования к основным характеристикам совремешюго радиопередатчика: выходной мощности, КПД, ширине диапазона рабочих частот, стабильности несущей частоты, чистоте спектра выходного колебания и др. — чрезвычайно высоки и обычно находятся в противоречии. Поэтому при построении передатчика стремягся распределить выполнение различных функций ело>иного радиопередающего устройства по отдельным блокам и каскадам, Точность большинства радиотехнических систем связана в первую очередь со стабильностью частоты и фазы используемых сигналов. Генерирование высокостабильных первичных колебаний, задающих иременнои масштаб работы системы, происходит в специальном устройстве — возбудителе передатчика.
Иногда в возбудителе необходимо решить и задачу формирования радиосигнала, т. е. осуществить модуляцию первичных колебаний. Построение возбудителей с прецизионной стабильностью частоты и фазы, чистым спектром генерируемых колебаний и быстрой пере. стройкой в широком диапазоне непрерывной шкалы рабочих частот представляет Сольшие технические трудности, так как эти требования грзтиворечивы. Г)гоэтому в современных передатчиках в качестве возСудителей часто используются синтезаторы частоты (СЧ), которые представляют собой устройства, генерирующие колебания дискретной шкалы частот, синтезируемой из колебаний лишь нескольких или даже одного эталонного автогенератора (ЭГ) с прецизионной стабильностью эталонной частоты )„,.
В качестве эталонного чаще всего используется кварцевый АГ с долговременной нестабильностью Ь~,.„)~„= 10 ' ... 1О ". В наиболее ответственных случаях роль эталонных генераторов играют квантогые стандарты частоты, нестабильность которых гт(„/Г"„не хуже !О 'а ...!О ". Если интервал между соседними частотами ра дискретвого множества чистот (цМЧ) (изаг дискретной сетки частот) достаточно мал. то различие между непрерывной и диснретной перестройкой рабочей частоты Г становитск несуитественным. При высокой точности и стабильности настройки быстрый переход с одной частоты иа другую осунгествляется переключением наборного устройства или командами телеуправления.
Синтезаторы частоты применяются также в качестве гетеродинов радиоприемных устройств и в измерительной технике как генераторы сигналов с различными видами модуляции, При синхронизации частоты АГ методом фазового управления, например, в цифровых системах фазовой автоподстройки частоты синтезаторы могут играть роль подстраиваемых генераторов, частота которых дискретно перестраи. ваегся с одного высокоточного уровня на другой при помощи кодово. го сигнала у гг р авдея и гк 340 Для оценки свойств СЧ важны следующие параметры: — диапазон рабочих частот ~„„„...
~„,„,. Находят применение СЧ с малым коэффициентом перекрытия по частоте й, = ~мвкЛмюн ( 1 и широкодиапазонные с й! ) 1,2; — шаг дискретной сетки частот Р, или объем рабочих частот синтезатора !у = ((„,„„— ~„„„)!Р, + 1. Для разных задач строят СЧ с объемом Ж от 10 до 104 ... 10' и более, при этом шаг сетки бывает от долей герца до десятков килогерц; — относительная долговременная нестабильность рабочей частоты Л~р)~р, В простых СЧ, использующих в ЭГ недорогие кварцевые резонаторы, Л~р(~р (!О 4 ...
10 ', в наиболее совершенных и сложных СЧ, работающих в совокупности о квантовыми стандартами частоты, нестабильность Л~р1~р порядка 10"' ... 1О ". — коэффициент подавления побочных колебаний В=10 !й Ря(Р,„а —— = 20 1И Ур!У„в, характеризующий отношение мощности Рр (напряжения Ур) рабочего колебания к мощности Р„,а (напряжению У„а) побочного колебания на выходе СЧ. Побочные колебания могут иметь сплошной спектр (например, тепловой шум автогенератора) или дискретный за счет фона сетевого напряжения, эффектов импульсного квантования в цифровых устройствах СЧ и т. д.
По действующим нормам 0)40... БОдБ, а в отдельных случаях требуется Р)100 дБ. Очевидно, при малом шаге сетки Е, столь высокие требовзния к филь трации особенно трудно выполнить для частот, соседних с рабочей — время перехода г„, с одной рабочей частоты на другую. Эта характеристика СЧ важна для быстродействующих устройств с ДМЧ, а также использующих весь объем АГ рабочих частот СЧ (или его части) в качестве множества мгновенных значений текущей частоты широкополосного ЧМ сигнала. За Г„,р можно выбрать время установления частоты ~в с заданной абсолютной точностью Ь~р ( Р,. либо время достижения заданного уровня изменения ~р (!) (например, 0,9 или 0,99 от Мр).
Первый критерий характеризует конкретные технические возможности СЧ, второй удобен для сравнения данного СЧ с другими типами; — мощность Ря колебаний рабочей частоты на выходе СЧ. Она обычно не превышает ! ... !О мВт, поскольку удовлетворить другим перечисленным требованиям гораздо легче на низком уровне мощности. Поэтому усиление мощности производят не в СЧ, а в других каскадах передатчика. В синтезаторах, работающих по принципу прямого синтеза, выходное колебание формируется непосредственно из эталонного, причем нужная компонента преобразованного колебания отделяется ог остальных узкополосными фильтрами в селекторе гармоник.
В синтезаторах пепоямого синтеза выходной сигнал формируется самостоятельно в пересграиваемом по частоте генераторе (ПГ), текущая частота которого Гпг (!) непрерывно сопоставляется с эталонной ~„(или другой частотой, получаемой из ~„в ДОЧ! при помощи системы частотной (ЧАП) или фазовой (ФАП) автоподстройки частоты. Если требуется с$орьпгровать радиосигнал в самом возбудителе, роль которого играет СЧ, то необходимо задать дополнительные условия на тип и параметры модуляпии в СЧ. Кроме того, мопкет быть задан ряд спеииальньпх треба наний зксплуатадионного, технологического и экономического порядка. 24.2.
МЕТОД ПРЯМОГО СИНТЕЗА ЧАСТОТ Под синтезом частоты выходного сигнала СЧ понимается преобразование колебаний стабильной частоты ),, с помощью простейших арифметических операций умножения, деления и суммирования частоты. Комбинируя действия умножения в т раз и деления в и раз (ги и и — целые числа), сложения и вычитания, можно получить комбинационные колебания с частотами видз гиг„, Г'„Iи, ги)„)и, (игг!иг ~ ~ гиа/иэ) Г'„и другие более сложные сочетания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
