![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Структурная схема типового передатчика, назначение основных его элементовСовременные радиопередатчики работающие в непрерывном режиме излучения имеют многокаскадную схему в целях обеспечения высокой стабильности частоты генерируемых колебаний и телефонного вида работы. Однако в радиопередатчиках работающих в диапазоне ДВ, могут отсутствовать умножители частоты, а в маломощных, как правило, отсутствуют промежуточные усилители мощности. Часто функции различных каскадов совмещены, например функции умножителя и буферного каскада. Один и тот же каскад на различных частотах диапазона может выполнять различные функции. Например, на одном поддиапазоне каскад может работать в режиме умножения частоты, а на другом – как промежуточный усилитель мощности. Требования к стабильности частоты импульсных УКВ передатчиков ниже поэтому высокочастотная часть передатчиков многих радиолокационных станций собирается по однокаскадной схеме. Основными элементами, входящими в состав большинства современных авиационных передатчиков работающих в непрерывном режиме излучения являются (рис. 2): задающий генератор (ЗГ); буферный каскад (БК); умножитель частоты (УМН); усилитель высокой частоты (УВЧ); усилитель мощности (УМ); первичный источник управляющих колебаний; подмодулятор (ПМ); модулятор (М).
ЗГ вырабатывает электрические колебания и представляют собой автогенераторы (ДВ, СВ, КВ, МВ, СМВ, ДМВ), преобразующие энергию постоянного тока в энергию переменного тока высокой частоты. Основным требованием, предъявляемым к ЗГ, является наличие на его выходе напряжения стабильной высокой частоты. Теория и опыт показывают, что достичь достаточно высокой стабильности частоты можно только при весьма малой отдаваемой мощности. Поэтому задающие генераторы радиопередатчиков УКВ диапазона имеют, как правило, небольшую мощность (милливатты), а также их проектируют на более низкие частоты, чем рабочие (несущие) частоты радиопередатчика с последующим умножением частоты, что позволяет осуществить его кварцевую стабилизацию. БК, ко входу которого подводится напряжение от ЗГ, представляет собой усилитель высокой частоты, работающий без сеточных токов и имеющий большое входное сопротивление, следовательно не нагружающий ЗГ. Такой режим работы буферного каскада позволяет устранять влияние последующих каскадов на частоту ЗГ. Умножитель частоты повышает частоту подводимого к нему напряжения в кратное число раз до рабочей (несущей) частоты передатчика и одновременно усиливает его. УВЧ усиливает напряжение, полученное на умножителе частоты до величины, необходимой для нормальной работы выходного каскада - УМ. УМ повышает мощность электрических колебаний рабочей частоты передатчика подводимых к антенне до величины, обеспечивающей получение заданной дальности действия радиолинии. Модуляция несущей частоты передатчика осуществляется в зависимости от типа модуляции в различных каскадах: при ЧМ — в задающем генераторе; при АМ — в УМ или УВЧ одновременно. Все виды модуляции производятся под действием управляющих электрических колебаний, изменяющихся в соответствии с передаваемой информацией. Источниками первичных управляющих напряжений при передаче речи является микрофон или ларингофон, при передаче изображения — передающая телевизионная трубка, при передачи информации об измеряемых величинах – различные датчики. Управляющее напряжение, создаваемое первичным источником, усиливается подмодулятором (усилитель напряжения низкой частоты) и подводится к модулятору, который усиливает мощность управляющих колебаний до величины, при которой получается необходимая эффективность модуляции (при АМ — необходимый коэффициент глубины модуляции). Передача телеграфных сигналов осуществляется с помощью телеграфного (ТЛГ) ключа. При отпущенном ТЛГ ключе оказываются отключенными отдельные каскады передатчика и ток в антенне отсутствует. В нашей схеме такими каскадами являются ЗГ и БК, но возможны и другие комбинации ЗГ и УМ. При нажатии на ТЛГ ключ каскады передатчика включаются в работу и в антенне протекает ток несущей частоты. Процесс управления колебаниями тока в антенне при передаче телеграфных сигналов называется манипуляцией. Обычно для передачи ТЛГ сообщений используется азбука Морзе (точки, тире), где кратковременное нажатие - точка, а более длительное - тире.
2. Авиационные радиоприёмные устройства. Назначение, основные параметры. 2.1 Назначение, основные параметры радиоприёмных устройств. Первое в мире радиоприемное устройство (РПрмУ) было построено изобретателем радио А.С.Поповым и публично демонстрировалось 7 мая 1895 года на заседании Русского физико-химического общества. В настоящее время РПрмУ широко применяется как для приёма сообщений (радиосвязь: радиотелеграфная, радиотелефонная, звукового радиовещания, радиофототелеграфная, радиотелевизионная), так и для приёма специальных сигналов - радионавигационных, радиолокационных, сигналов управления механизмами (радиотелемеханика) и др. В области техники радиоприема существует 2 термина: радиоприемное устройство (РПрмУ) и радиоприемник. Нередко эти термины даже в специальной литературе смешивают, вкладывая одно и то же понятие. Это неправильно. Радиоприемным устройством следует называть систему таких радиотехнических устройств с помощью которых может быть уловлена, надлежащим образом преобразована и использована энергия электромагнитных колебаний, излучаемых радиопередающим устройством. Радиоприемное устройство включает в себя: приемную антенну, которая улавливает энергию электромагнитных волн и преобразует ее в электрические напряжения или токи соответствующей формы; радиоприёмник, преобразующий напряжение или токи, полученные в антенне таким образом, чтобы они могли привести в действие оконечный аппарат; оконечный аппарат, в котором нужным образом преобразуется принятое сообщение в удобную для получателя форму. Следовательно, радиоприемник является составной частью радиоприемного устройства. Задачи, решаемые радиоприемником можно разделить на три группы: выделение сигналов нужного радиопередатчика из суммы электрических сигналов, образованных в антенне совместным действием электромагнитных полей в месте приема от многих источников, с помощью резонансных систем, т.е. осуществление частотной избирательности (селекции); преобразование (детектирование – выделение полезного закона модуляции амплитуды, фазы, частоты принятого сигнала) принимаемых радиосигналов в форму, необходимую для нормальной работы оконечного аппарата; ослабление мешающего воздействия помех и усиление принятых сигналов до уровня, обеспечивающего нормальную работу оконечного аппарата. Все радиоприёмники, используемые в различных радиоприемных устройствах, можно разделить на две группы: профессиональные; широковещательные. Профессиональные радиоприемники предназначаются для выполнения специальных технических задач, таких как радиосвязь, радиолокация, радионавигация, радиотелемеханика и др. Широковещательные радиоприемники используются в быту, в основном для приема вещательных программ: музыки, речи. Всякий радиоприемник обладает определенными качественными показателями (параметрами), зная которые можно судить о возможностях его использования. К ним относятся: чувствительность; избирательность; полоса пропускания; диапазон волн; выходная мощность (напряжение). Чувствительность радиоприемника характеризуется его способностью принимать слабые сигналы. Она оценивается величиной электродвижущей силы (мощности) радиосигнала в антенне, которая необходима для получения на выходе приемника заданного напряжения (мощности) полезного сигнала. В соответствии с этим определением чувствительность изменяется в микровольтах или микроваттах. Она зависит от коэффициента усиления ( Внутренние шумы радиоприёмника при его эксплуатации имеют определённый уровень. Шумовые свойства радиоприёмника оценивают коэффициентом шума (N), который показывает во сколько раз отношение мощности сигнала к мощности шума на входе устройства больше такого же отношения на его выходе. Реальная величина N=1-10. Основную роль играют внутренние шумы первых каскадов, так как они усиливаются всеми последующими. Коэффициент усиления Избирательность - это способность радиоприёмника выделить сигнал нужного радиопередающего устройства из сумм электродвижущих сил наводимых в антенне от других радиопередающих устройств и источников помех. Она осуществляется за счет резонансных свойств контуров и оценивается в первом приближении по резонансной кривой. Чем уже резонансная кривая приемника, тем выше его избирательность. Полоса пропускания радиоприёмника (∆fпрм) характеризует качество его работы и равна разности частот (∆fпрм = f1 - f2) на которых коэффициент усиления по мощности уменьшается в два раза относительно коэффициента усиления на резонансной частоте fрез, а по напряжению по уровню 0,7. Чем шире полоса пропускания, тем меньше искажений претерпевают в нем усиливаемые сигналы, т.к. каждый передатчик излучает в пространство целый спектр высоких частот. Вы видите, что последние характеристики находятся в противоречии друг с другом. Чем выше избирательность радиоприёмника, тем уже его полоса пропускания и, следовательно, хуже качество сигнала, принимаемого приёмником. Конструкторы всегда ищут разумный компромисс между ними, исходя из конкретных требований к радиоприёмнику. Диапазон волн приемника определяется удовлетворением двух условий: приемник должен допускать настройку на любую частоту заданного диапазона; при этом его качественные показатели (чувствительность, избирательность, полоса пропускания) должны удовлетворять заданным нормам. Современные радиоприёмники работают в очень разнообразном диапазоне волн от тысяч метров до единиц сантиметров. Диапазон волн радиоприёмника определяется его целевым назначением и условиями распространения электромагнитных волн. Выходная мощность (или напряжение, при использовании типовых оконечных приборов) радиоприёмника – это мощность подводимая к оконечному прибору (телефоны, громкоговоритель, линия, электроннолучевая трубка, стрелочный прибор и т.п.). Её величина зависит от целевого назначения радиоприёмника и того оконечного прибора, который должен быть приведен в действие. Так, например, к самолётным радиоприёмникам предъявляются требования, чтобы они обеспечивали на входе типового телефона напряжение, не меньше 15-30 вольт, а для ослабления вредного влияния акустических помех их заделывают в шлемы (шлемофон). Кроме этих основных характеристик для сравнительной оценки радиоприёмников используется и ряд других характеристик: степень допустимых нелинейных (отклонение от синусоидальной огибающей выходного напряжения) и частотных искажений (равномерность прохождения модуляционных частот); устойчивость (не самовозбуждаться) и надежность работы (способность работать без отказа при изменениях температур и влажности, на больших высотах и сильной тряске); динамический диапазон (способность работать без перегрузки при воздействии сильных сигналов и помех); экономичность питания (при питании от батарей); удобство управления (дистанционное управление настройкой); запас прочности, габариты, вес, стоимость ряд других характеристик. Рассмотренные качественные показатели радиоприёмника находятся в тесной взаимной связи. Нередко, улучшая тот или иной показатель, приходится идти на ухудшение ряда других. Одним из таких основных противоречий, затрудняющих конструирование многих радиоприёмников, является противоречие между избирательностью и степенью частотных искажений.
|