Реферат: Розробка пропозицій по побудові багатоканальних радіопередавальних пристроїв

Одним з основних елементів системи ФАПЧ є фазовий детектор. Принципова схема балансного фазового детектору зображена на рисунку 1.

9. Загальна схема

З початку проектування необхідно скласти структурну схему всього тракту радіочастоти передавача. На цьому етапі схема є приблизною, тому що складається на основі узагальнення досвіду проектування передавача, накопиченого в минулому.

Загальну схему можна представити у наступному вигляді

Рис. 1

В потужних транзисторних каскадах потрібно об'єднувати для сумісної роботи десятки транзисторів за допомогою схем додавання потужностей.

Додавання потужностей використовують також для підвищення надійності радіомовних та телевізійних передавачів, а також для боротьби з відбиттям від неоднорідностей в фідері телевізійних передавачів зображення. В останні роки в зв'язку з розробкою теорії фазової автоматичної підстройки частоти (ФАПЧ) і випуск ефективних змінних реактивностей, керованих напругою (варикапів) з'явилась можливість більш простого побудування деяких типів передавальних пристроїв. В таких передавачах єдина радіочастотна ступінь - потужний автогенератор - працює безпосередньо на антенно-хвильовий тракт, система ФАПЧ забезпечує задану стабільність частоти. В зв'язку з тим, що подана схема має ряд недоліків, зокрема канальні підсилювачі мають дуже великий коефіцієнт підсилення, переходять до схеми з паралельним підключенням цих підсилювачів. Рис.1.

В автогенераторі використовується потужний транзистор, а решта вузлів передавача будується на основі сучасних мікросхем. Найважче при такому побудуванні передавача полягає в тому, що немає гарантії надійної роботи системи АПЧ при значних змінах зовнішніх умов (параметри антени, живляча напруга, температура середовища та ін.). Також можуть виникати труднощі із підбором варикапа для автогенератора, що підстроюється за частотою.

Складення структурної схеми передавача починається з вихідного каскаду, оскільки задається вихідна потужність передавача. Потужність транзисторів вихідного каскаду визначається вихідною потужністю передавача і" втратами.в його вихідному фільтруючому та узгоджувальному колі.

10. Задаючий генератор

Підсилювальні пристрої керуються електричними сигналами, які поступають від попередніх пристроїв схеми. Однак повинні існувати такі пристрої, які б виробляли електричні коливання (сигнали) без "будь-якої керуючої дії ззовні. Ці функції реалізують електронні генератори, що будуються за схемами із зворотнім зв'язком. Така схема працює 'в автоколивальному режимі, іншими словами на її виході утворюються періодичні коливання при відсутності вхідного збудження.

Генератором гармонійних коливань називають електронний пристрій, що перетворює електричну енергію джерела постійного струму в енергію незатухаючих синусоїдальних коливань заданої частоти та потужності. Структура генератора складається з активного елемента і частотно-вибіркової системи.

В якості активних елементів використовують транзистори, інтегральні підсилювачі та тунельні діоди. Гармонійні коливання в генераторах підтримуються вибірковими чотирьохполюсниками: резонансними LC -контурами або іншими резонуючими елементами (кварци, об'ємні резонатори) або з допомогою фазуючих RC-кіл, які включаються в коло зворотнього зв’язку підсилювачів.

Внутрішньою класифікаційною ознакою генераторів гармонійних коливань є принцип керування режимом їх роботи. За цією ознакою розрізняють генератори з незалежним збудженням, режимом роботи яких керують від зовнішнього джерела сигналу, і генератори з самозбудженням - автогенератори.

В залежності від частот, що генеруються генератори гармонійних коливань розділяються на низькочастотні (0,01...100 кГц), високочастотні (0,1...100 МГц) та надвисокочастотні (вище 100 МГц). В пристроях промислової електроніки використовуються, в основному, низькочастотні та високочастотні генератори, що застосовуються у пристроях вимірювання та регулювання, в пристроях живлення технологічних установок ультразвукової обробки матеріалів, а також в якості задаючих генераторів.

11. Канальний підсилювач потужності

Тракт підсилення НВЧ коливань включає в себе декілька каскадів, які підвищують потужність зондуючих сигналів. Типовий підсилювальний каскад включає в себе ряд традиційних елементів. Це, власне, підсилювач НВЧ коливань з джерелами живлячої напруги, апаратурою керування і забезпечення заданого режиму роботи. Після підсилення включаються пристрої, які подавляють відбиті коливання/ кають із-за недосконалості узгодження елементів у трактів підсилення.

Якщо в РЛС передбачена швидка варіація вихідної потужності задаючого сигналу, в підсилювальний тракт може входити швидкодіючий перемикач, який змінює загальний коефіцієнт підсилення, а значить і вихідну потужність. Комутуючим елементом швидкодіючого перемикача частіше за все бувають p-і-nдіоди, які змінюють під дією керуючої напруги або затухання, або коефіцієнт відбиття в тракті.

В РПП великої потужності широко використовується паралельне включення підсилювальних каскадів з подальшим додаванням вихідної потужності або в спеціальних суматорах. Часто підсилювальні тракти потужних РПП умовно розподіляють на три частини: попередній підсилювач, проміжний та кінцевий підсилювач.

12. Імпульсний модулятор

В теперішній час в багатьох сучасних РЛС використовується імпульсний режим роботи. Радіопередавальні пристрої цих РЛС формують короткі імпульси коливань НВЧ, які розділені між собою відносно довгими паузами. При цьому можуть застосовуватися різні види імпульсно-модульованих коливань. Імпульсні модулятори формують модулюючі імпульси напруги, що керують роботою генератора НВЧ. Вимоги до параметрів модулюючих імпульсів визначаються видом зондуючого НВЧ сигналу і типом генератора, який застосовується, або підсилювача НВЧ. Імпульсний модулятор в загальному випадку складається з джерела електричної енергії, накопичувача енергії, обмежуючого елемента та комутуючого пристрою.

Джерелами електричної енергії з імпульсних модуляторах можуть служити джерела як постійного, так і змінного струму. В якості обмежуючих елементів використовуються резистори або дроселі. Комутуючими елементами можуть служити електронні лампи, нелінійні індуктивності, транзистори, напівпровідникові ключові керуємі пристрої.

До імпульсних модуляторів пред'являють наступні основні вимоги:

а) Забезпечення необхідних значень струмів і напруг в імпульсі;

б) Можливість отримання модулюючих імпульсів з необхідними параметрами;

в) Забезпечення високого коефіцієнта корисної дії;

г) Забезпечення надійності, механічної стійкості та довговічності, зручності настройки та експлуатації.