|
|
РПДУ шпоры для экзамена. 1. Классификация диапазонов рабочих частот
Вопрос 63.
Недостаток первой схемы: элементы контура находятся под постоянным напряжением.
Достоинство схемы 2: Элементы контура находятся только под напряжение сигнала. Недостатком является то, что катушку шунтирует колебательный контур (снижается добростность).
Вопрос 64.
Обобщенная структурная схема АГ.
65. Лампа бегущей волны (ЛБВ)
ЛБВ – электро-вакуумный прибор, в котором для усиления ЭМ колебаний СВЧ используется длительное взаимодействие БВ и электронного потока, которые двигаются в одном направлении. ЛБВ применяется в РпрУ и РпдУ и отличается тем, что 1) работает в очень широком диапазоне частот (300МГц…300ГГц). 2) Уровень шума минимален. ЛБВ используют для преобразования и умножения частоты.
4
1- электронная пушка с устройством предварительной. 2- замедляющая система. 3- фокусирующая система в виде соленоида. 4- коллектор. 5- устойство ввода волны. 6- устройство вывода волны. (5,6- волноводы). Замедляющая система – обеспечивает снижение скорости бегущей волны вдоль оси до скорости близкой к скорости цйВ используюбт Гц...потока, которМ. потока электронов для их синхронного движения. Для этих целей испольщуется металлическая спираль, закрепляющаяся на диэлектрических опорах и отличающаяся малой зависимостью скорости бегущей волны вдоль нее от частоты => достигается эффективное взаимодействие волны с электронным потоков в широком диапазоне частот.
Механизм взаимодействия эл. потока с ЭМВ: электроны, двигаясь синхронно с волной, под воздействием ускоряющих участков.и замирающих в соотвестствии с полуволной группируются в сгустки. Сгустки располагаются в тех местах поля, где ускоряющая полуволня переходит в тормозящую, т.е. в тех участках где скорость волны=скорости электронов, обмена энергией между ними нет. Если скорость электронов немного превышает скорость волны, то сгустки электронов, обгоняя волну, входят в тормозящее поле и под их дейсвтием тормозятся. Энергшия потерянная электронами в процессе торможения переходит в энергию бегущей волны. Выходная мощность современных ЛБВ от долей киловатт (для усиления СВЧ колебаний в качестве малошумящих усилителей) до нескольких киловатт в непрерывном режиме (в импульсном режиме до 10-ов МВт), а коэффициент усиления до 60 дБ. КПД
30%.
66. Автоматическая подстройка частоты в синтезаторах частот.
Устройства АПЧ выполняют функции стабилизации и управления частотой генератора по эталонному кварцевому генератору или по эталонной частоте принимаемого сигнала. В АПЧ сравнивается сигнал эталонного и стабилизируемого генератора, в результате формируется сигнал ошибки. После фильтра напряжение ошибки управляет частотой стабилизируемого генератора.
Показатели качества стабилизации: - точность: характеризирует отклонение частоты стабилизируемого генератора от номинальной частоты в установившемся режиме; - полоса схватывания: максимальная величина первоначальной ошибки; - полоса удержания: макс. величина собственной ошибки по частоте генератора в установившемся режиме; - устойчивость работы: отслеживание изменения частоты вх. сигн. с исключением формирования собственных колебаний, которые могут возникнуть в АПЧ (т.к. есть ОС).
Общее положение кварцевой стабилизации частот. Обеспечение надёжной радиосвязи подразумевает. Отдельные генераторы могут обеспечивать стабильность 10-4-10-9 . В настоящее время используются возбудители с кварцевой стабилизацией. Принцип работы таких возбудителей в том, что в нём используется 2 автогенератора первый кварцевый второй перестраиваемый. Схема диапазонной кварцевой стабилизации разделяется на 2 метода формирования: 1прямой и косвенный. При прямом синтезе выходной сигнал стабильной частоты формируется из частоты одного опорного генератора путём арифметических действий. При косвенном синтезе выходной сигнал формируется в перестраевамом по частоте генератора, частота которого непрерывно сравнивается с эталонной и подстраивается при помощи системы АПЧ. В зависимости от типа сигнала синтезаторы делятся на цифровые и аналоговые.
Интерполяционный метод (гетеродинный метод):
Колебания кварцевого генератора и колебания диапазонного бескварцевого генератора, которые называются интерполяционными подаются на смеситель. Смеситель на своём выходе формирует сигнал с частотой =fкв+fг который идёт на селектор. Селектор выделяет колебания с требуемой частотой fг . N=fкв/fг – интерполяционного числа. Обычно это значение не превышает 20. Интерполяционный относится к методу прямого синтеза с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты. Дальнейшее увеличение числа рабочих частот осуществляется методом многократной интерполяции и это достигается тем, что частота эталонного генератора и перестраиваемого генератора перестраивается дискретно то схему можно представить:
Устройство АПЧ выполняет функцию стабилизации и управления частотой генератора по эталонному сигналу кварцевой генератора. Структурная схема аналогового синтезатора с диапазонной кварцевой стабилизацией с устройством АПЧ представленном в следующем виде.
В системах АПЧ сравниваются сигналы эталонного и стабилизированного генератора в результате его формируется сигнал ошибки. После фильтра сигнал ошибки управляет частотой стаб. Генератора fа , которого следует за частотой эталонного генератора.
Основные параметра синтезатора:
1Диапазон частот выходного сигнала.
2 Количество формируемых частот.
3 Шаг сетки частот.
4 Значение абсолютной и относительной нестабильностью частот. В современное время число формируемых дискретных частот 10 тыс., а шаг изменяться от 10Гц до 100 кГц. Нестабильность частоты определяется кварцевым генератором и имеет значение от 10-6.
67. Предварительный и оконечный усилитель 3-его диапазона РТПС ОНЕГА
ПУ: усилитель состоит следующих частей: -аттенюатора и фазовращаетеля, управляемых напряжением, -усилителей на микросборках SGA6386 и HELA-10B, -балансного усилителя на VT BLF-245(для 1 и третьего диапазона)
Аттенюатор работает в системе АРУ и обеспечивает регулирование выходного напряжения за счет запирания диодов VD1…4 в зависимости от напряжения поступающего с контакта 10 разъема Х1. АРУ одновременно обеспечивает защиту входа усилителя. В АРУ входят: L1 C3,4,5,9 R4,10,15,11,6. Аттенюатор согласовывается со входом поступающего сигнала с помощью делителей R1-R3. На выходе его так же включена согласующая цепочка R16-R18.
Фазовращатель W3 выполнен в виде мостовой схемы, управляется напряжением с контакта 5 разъема Х1. Он осуществляет в зависимости от величины управляемого напряжения плавный сдвиг фазы на выходе усилителя для оптимизации сложения мощностей усилителей. В фазовращатель входят: варикапы VD5,6 катушки L3,4 резисторы R19,20 емкости C14,15. Усилитель на схеме SGA6386 имеет коэффициент усилиния 15Дб при Рвых=7мВт и работает в режиме класса А. Коэф. Усиления двухкаскадного усилителя на микросхемах HELA-10B = 20Дб при Рвых=0.7Вт.
Для сопряжения с симметричным входом этого усилителя используется микросхема ADTL1..12. эти же микросхемы используются пок аждому симметричному выходу HELA-10 при согласовании их со второй микросхемой HELA-10. Эти микросхемы D2,4,5,9,10 обеспечивают переход от симметричной нагрузки к несимметричной. Микросхема на D11 выполняет сложение мощностей усиленных сигналов от двух каналов усилителей.
Усиленнный и сложенный по мощности сигнал подается на 3-х дБ мост W4, который обеспечивает согласование по входу с выходным VT1 и VT2.
Выходные сигналы с плец моста W4 через ФНЧ С36,37 L11,13 C40 и ФНЧ C38,39 L12,14 C41 поступают на управляющий электрод транзисторов VT1,2. Регулировка смещения на электрод осуществляется резисторами R 29.32. Напряжение смещения поступает с контакта 4 разъема Х1 через ФНЧ (С1). R23 3-х дб моста является баластным.
Суммирование выходной мощности осуществляется с помощью моста сложения W5. Балансный усилитель работает в режиме класса АБ и имеет коэф усил 13 дБ при Рвых=15Вт. R1 – балансный резистор. D6 – обеспечивает стабилизацию напряжения питания.
О У: оконечный усилитель состоит из балансного усилителя на двух транзисторах BLF368 (для 1-3-го диапазонов) с коэф. усиления 15 дБ. В состав выходного усилителя входит рефлектометр предназначеный для формирования напряжения, пропорциональному падающей или отраженной волны. Этим напряжением обеспечивается работа АРУ. Выходной сигнал ВЧ Р=15Вт от предоконечногок аскада поступает на входной разъем Х1 блок ОУ. Для симметр. подключения к оконечному каскаду используется согласующий 3-х дб мост W1. R1 – балансное сопротивление. Устройство TDL, выполненное на длинных линиях и ферритовых кольцах, обеспечивает согласование по входу, где VT1 и VT2 оконечного усилителя и выходу предварительного усилителя с полосой пропускания от едениц МГц до едениц ГГц. Напряжение смещение на балансные усилители выходного каскада подается с контактов 3,4. Точная установка напряжения смещения устанавливается подстроечными резисторами R2 и R3, в цепь которых включены микросхемы D1 узлов А1 и А2 для термостабилизации напряжения смещения. Симметр выход VT нагружен так же на систему TDL с ферритами W34 и W36, явл. коаксиальными линиями определенной длинны в зависимости от диапазона.
Усиленный по мощности сигнал поступает на мост сложения W38 который так же является 3-х дб мостом. С выхода моста сложения (контакт 16) суммарная ВЧ энергия поступает через проходные мосты W39 и W40 на выходной разъем Х3. Проходной мост W40 отводит часть энергии отраженной волны от нагрузки, детектирует ее с помощью пикового детектора и с конден. С71 постоянный уровень отраженного сигнала поступает в схему анализа для организации контроля. Проходной мост W39 отводит из фидера часть поступающей энергии, делит сигнал с помощью резисторов R14-16 после чего этот сигнал поступает в пиковый детектор на диоде VD1 и конденсаторе С65. Транзистор VT1 в устройстве А2 располагается на радиаторах выходных VT и формирует сигнал пропорциональный величине их нагрева.
68. Структурная электрисческая схема синтезатора частот радиовещательной станции
КСС- комплексный стерео сигнал
ГУН- генератор, управляемый напряжением
ФСН- фильтр ступенчатого напряжения
УК- устройство контроля
Основной ЧМ сигнал формируется в возбудителе, который в станции Дождь 2 выполнен на основе синтезатора частоты.
Основные хар-ки качества канала определяются в возбудителе:
-диапазон рабочих частот 66-73МГц
-мощность выхода 12ВТ
-шаг установки частоты-10 кГц
-Uвх в режиме моно-0.775 В
-Uвх в режиме стерео-4В
Основой схемы возбудителя является синтезатор частот с платой ручной установки. ГУН формирует частоты в диапазоне 61.5-75 МГц с шагом 10 кГц. Синтезатор частот одновременно выполняет ЧМ с помощью варикапов, управляемых напряжением с выхода ФСН с одной стороны и с выхода ФД через ФНЧ на второй вход ГУН. Сигнал от ГУН поступает в петлю ФАП, состоящую из делителя на 8, ДПКД(делитель с переем. коэф деления),имеющего в соответствии с использованной частотой переменный коэф. дел. 6600-7300. далее сигнал поделенной частоты ГУН поступает на ФД, а через ФНЧ на второй вход ГУН. В положении синхронной работы, т.е.когда осущ. привязка к опорному генератору, на оба входа ФД поступают сигналы 1.25 кГц. На выходе ФД формируется импульсное напряжение, которое после ФНЧ осуществляет автоподстройку ГУН. На выходе ЧД сигнал управления отсутствует поскольку нет разности частот входных сигналов. Полоса удержания петли ФАПЧ- 10-15Гц. Это обеспечивает высокую стабильность выходной частоты, которая выдается блоком синтезатора после ГУН после буферный усилитель и через ФНЧ поступает на выход. С выхода синтезатора промодулированный стерео сигнал поступает на усилитель мощности, который усиливает до 12 Вт. Далее сигнал поступает на предоконечный каскад, затем на выходной каскад усиления мощности
Реактивные элементы и цепи согласования РПдУ в СВЧ диапазоне выполняются в
виде отрезков МПЛ, т.к. отрезок длинной линии с длинной волны L< или = ۸/4, замкнутой или разомкнутой на конце эквивалентен L или C. В качестве примера рассмотрим ГВВ см диапазона. Отрезки W3иW4 длинной l=0,25۸ , закороченые на концах на высокой частоте с помощью Сбл1 и С бл2 образуют дроссели в цепях базового и коллекторного питания. Разомкнутый отрезок W1 длинной l<0,25۸, эквивалентен емкости совместно с отрезком W2,и эквивалентным индуктивности, образует входную цепь, согласующую входное сопротивление транзистора с выходным сопротивлением предыдущего каскада. Выходная согласующая цепь состоит из отрезка W6, который эквивалентен ёмкости, а также W5 и W7, которые эквивалентны индуктивности. Разделительные конденсаторы Ср1 и Ср2 обеспечивают гальваническую развязку между каскадами. Физические процессы происходящие в ГВВ аналогичны параметрам, которые имеют место в ГВВ со сосредоточенными параметрами.
70. Амплитудная и частотная динамические характеристики при АМ. Линейность характеристик.
Осуществление АМ в реальных устройствах всегда сопровождается различного рода искажениями, из которых главными при передаче звуковых программ и телефонных сообщений принято считать нелинейные и частотные. Оценка параметров качества РПДУ с АМ возможна на основе анализа так называемых модуляционных характеристик. Последние подразделяются на амплитудные и частотные, статические и динамические.
Статической (амплитудной) модуляционной характеристикой (СМХ) называется зависимость амплитуды 1-й гармоники тока ВЭ от модулирующего фактора (напряжения) Емпри UΩ=0. Помимо величины Iв1м по вертикальной оси рассматривавамой системы координат могут откладываться значения и других токов, линейно связанных с амплитудой 1-й гармоники (постоянная составляющая тока ВЭ Iв0, ток в контуре и т.п.). В общем случае СМХ представляется некоторой кривой линией, что свидетельствует о линейной взаимосвязи между током и модулирующим фактором. На СМХ принято выделять три характерных точки: пиковую П, телефонную Т и минимальную М. По соотношению их ординат можно судить о величине нелинейных искажений, возникающих в процессе модуляции.
Динамической (амплитудной) модуляционной характеристикой (ДМХ) называется зависимость мгновенных значений коэффициента глубины модуляции mот амллитуды модулирующего напряжения UΩпри Ем=ЕмТ. Она обычно снимается на частоте f=800 Гц (или 1000 Гц) для положительного (т+) и отрицательного (т-) полупериодов модулирующего сигнала. Если обе ветви ДМХ не совпадают, то это свидетельствует о несимметричном воздействии управляющего сигнала «вверх» (в направлении пиковой точки) и «вниз» (в направлении минимальной точки). Как и в случае СМХ, криволинейность ДМХ позволяет судить о величине нелинейных искажений огибающей РЧ колебания.
71. Средняя мощность за период высокой частоты при отсутствии и наличии амплитудной модуляции
Средняя мощность в режиме несущей. Отсутствует АМ (m=0)—режим молчания или телефонный режим. В этом случае Рнес=0.5Iн2Rэкв. Данное выражение определяет мощность сигнала в нагрузке.
Мощность за период ВЧ во время модуляции вверх(m+)и вниз(m -)Величина этой мощности меняется в соответствии с модулирующим сигналом звуковой частоты. Когда амплитуда модулируемых колебаний достигает макс. значения Imax=Im(1+m), эта мощность должна быть максимальной. И наоборот, при Imin=Im(1-m),-минимальной. Поэтому по аналогии с Рнес=0.5Iн2Rэкв можно записать Рmax=0.5Iн2 (1+m)Roe и Рmin=0.5Iн2 (1-m)Roe. Из выражения Рmax=0.5Iн2 (1+m)Roe следует, что энергетические соотношения при m=1, т.е при модуляции вверх будут определяться как Рmax=4Рнес . Именно такую мощность должен обеспечить вых каскад, а следовательно лампы и ли транзисторы. При модуляции вниз (m=1)-- Рmin=0. Т.о. в процессе модуляции суммарная мощность принимает различные значения от 0 до 4Рнес и зависит от коэф модуляции m. Средний коэф мод. В радиовещ-нии 0.3…0.4.
72. Средняя мощность, которая выделяется на нагрузке за период модулирующего сигнала Рнср. Она складывается из Рнес и Рбок полос. Рнср=Рн+Рверхбок+РНижнбок Определим Р боковых колебаний: Р полезное=Р верхбок + Рнижнбок. Рполезн=2*0,5*Roe*(m2*Iн2)/4=0,5*Roe*m2*Iн2*0,5. С учётом того что Рнес =0,5*Roe*Iн2 , то Р полезное=0,5*Рнес*m2. Рнес ср= Рнес+2*Рбок=Рнес+0,5*Рнес*m2=Рнес(1+m2|2) Из сравнения последнего выражения с выражением для Рнес следует, что Рср >Рнес в (1+m2|2)раз, а при 100% модуляции Рнесср =1,5Р нес. Р обоих боковых=Рнес*m2|2,а Р одной бок в 2 раза <,т.е. пропорциональна квадрату коэффициента модуляции, поэтому полезный коэффициент АМ зависит от коэффициента модуляции и её глубины, которая и будет определять Рбоковых колебаний.
|
|
|
Скачать 4.66 Mb.