Приёмный тракт радиостанции

Приемный тракт радиостанции предназначен для усиления и преобразования энергии волн, принимаемых антенной, в УКВ и ДЦВ диапазонах, в напряжение промежуточной частоты и получения напряжения звуковой частоты (в режиме AM) или прямоугольных импульсов (в режиме ЧТ).

Приемный тракт радиостанции выполнен по супергетеродинной схеме с тройным преобразованием частоты для обеспечения необходимого ослабления по соседнему каналу (соседние частоты через 50 или 83,3 кГц).

Включает в себя следующие функциональные узлы:

фильтр нижних частот;

первый, второй, третий, четвертый каскады усиления высокой частоты;

первый смеситель; первый гетеродин;

усилитель первой промежуточной частоты; второй смеситель;

второй гетеродин; третий смеситель;

датчик опорных частот; третий гетеродин УКВ диапазона;

буферный каскад;

первый, второй, третий, четвертый каскады усиления третьей промежуточной частоты;

детектор сигнала;

эмиттерный повторитель;

усилитель низкой частоты;

подавитель шумов;

детектор и УПТ АРУ транзисторов;

усилитель и детектор АРУ ламп;

усилитель-ограничитель; частотный дискриминатор;

блок частотной телеграфии.

Отдельные каскады приемного тракта являются общими с передающим трактом (см. рис.1).

Принимаемый сигнал из антенны через фильтр нижних частот и контакты антенного реле Р1 поступает на четырехкаскадный усилитель высокой частоты (УВЧ). В ДЦВ диапазоне (220—389,95 Мгц) четыре перестраивающиеся в диапазонеразомкнутые полуволновые коаксиальные линии, укороченные емкостями, обеспечивают необходимую полосу пропускания — около 2 Мгц иослабление по зеркальному каналу первой промежуточной частоты более 60 дБ. В МВ диапазоне (118—140 Мгц) напряжение сигнала из антенны поступает на тот же четырехкаскадный УВЧ. При этом в разрыв центральной жилы коаксиальной линии каждого каскада с помощью контактной системы включается катушка индуктивности, которая вместе с переменными конденсаторами в начале и конце коаксиальной линии образует УКВ контур. Полоса пропускания высокочастотного тракта в МВ диапазоне порядка 1 Мгц.

После усиления и селекции колебания с частотой принятого сигнала поступают на смеситель СМ1, на который через контакты реле Р2 и РЗ подаются колебания от плавного генератора возбудителя. Частота этих колебаний зависит от выбранного диапазона. В диапазоне ДМВ используется третья гармоника с частотой , в диапазоне MB — первая гармоника с частотой МГц (часть диапазона ПГ).

На нагрузке (в анодную цепь первого смесителя включен двухконтурный фильтр первой промежуточной частоты, один контур которого находится в блоке ВЧ, второй в блоке ПЧ) смесителя СМ1 выделяется напряжение первой промежуточной частоты приемника МГц или МГц.

Сигнал с выхода СМ1 поступает на входной контур усилителя первой промежуточной частоты УПЧ1, который вместе с контуром СМ1 образуют фильтр с внутренней емкостной связью. Внутренняя емкостная связь образуется емкостями связи контуров и емкостью кабеля.

Напряжение первой промежуточной частоты, усиливается каскадным усилителем УПЧ1, нагрузкой которого является 2-контурный фильтр, настроенный на f_1ПЧДвухконтурный фильтр совместно с двухконтурным фильтром, образованным контурами У1 блока 6М и У5 блока 42, создают ослабление не менее 60 дБ для второго зеркального канала: f_зерк=f_1ПЧ-2×f_IIПЧ.

В приемнике предусмотрена ручная регулировка чувствительности (РРЧ), которая осуществляется путем изменения коэффициента усиления УПЧ1. РРЧ производится раздельно в ДЦВ и УКВ диапазонах потенциометрами, выведенными под шлиц на переднюю панель радиостанции. Коэффициент усиления УПЧ1 порядка 12—15.

Далее напряжение первой f_1ПЧ поступает на второй смеситель (СМ2), на который одновременно подается напряжение от второго гетеродина приемника с частотой МГц. Второй гетеродин стабилизирован кварцевым резонатором, который работает на основной гармонике частоты 22,075 Мгц.

На выходе - нагрузке смесителя фильтре сосредоточенной селекции (ФСС) образуется напряжение второй промежуточной частоты МГц или МГц. ФСС настроен на частоту 2,901 Мгц и имеет полосу пропускания фильтра на уровне 0,7 не менее 80 кГц. Ослабление фильтра в полосе прозрачности порядка 8—10 дБ. Коэффициент преобразования СМ2 составляет 1—1,5.

Напряжение второй промежуточной частоты поступает на смеситель СМЗ, на который через контакты реле Р4 поступает также напряжение утроенной пятой промежуточной частоты МГц (в диапазоне ДМВ) или напряжение от кварцевого генератора (третьего гетеродина) МГц в диапазоне МВ.

Нагрузкой смесителя является электромеханический фильтр (ЭМФ). Он включен в коллекторную цепь СМЗ и настроен на третью промежуточную частоту f_{ПЧ III}=484 кгц, обеспечивая основную избирательность по соседнему каналу. Полоса пропускания ЭМФ не менее 43 кгц на уровне 0,5, полоса пропускания на уровне 60 дБ не более 90 кГц, а коэффициент прямоугольности не хуже 2. Резонансная характеристика, по форме близка к прямоугольной (основная селекция на f_IIIПЧ=484 кгц).На выходе ЭМФ образуется напряжение третьей промежуточной частоты кГц или кГц. Коэффициент передачи СМЗ составляет 1—1,5.

Напряжение третьей промежуточной частоты, подается на буферный каскад БК1 - эмиттерный повторитель, осуществляющий согласование выхода СМЗ со входом усилителя третьей промежуточной частоты (УПЧЗ). УПЧЗ слабоселективный усилитель с полосой пропускания 80—120 кГц состоит из трех резистивных усилителей и одного резонансного усилителя. Он обеспечивает основное усиление на f_{ПЧ III}=484 кгц с коэффициентом усиления порядка 2000. С выхода УПЧЗб напряжение промежуточной частоты f_{ПЧ III}=484 кгц подается на детектор сигнала с коэффициент передачи порядка 2.

С выхода детектора сигнала речевой сигнал поступает через контакты реле, отключающего блок НЧ от блока ПЧ в режиме ПРД, буферный каскад БКЗ и эмиттерный повторитель (ЭП) на трех каскадный усилитель низкой частоты (УНЧ) и затем на телефоны. ЭП обеспечивает постоянство выходного напряжения детектора при подключении к нему различных нагрузок.

В радиостанции используется двухкольцевая усиленно-задержанная система АРУ. Первое кольцо АРУ (АРУ1) регулирует усиление приемника в каскадах УВЧ, а второе (АРУ2) —в каскадах УПЧЗ.

Первое кольцо охватывает каскады усилителя высокой частоты и состоит из усилительного каскада (УПЧ3в) и детектора АРУ1 Для регулировки усиления каскадов УВЧ напряжение третьей промежуточной частоты, снимаемое с буферного каскада БК1, дополнительно усиливается в УПЧЗв и поступает на детектор АРУ1. Образующееся на нагрузке детектора АРУ1 управляющее напряжение, пропорциональное амплитуде колебаний несущей частоты принимаемого сигнала, подается на управляющие сетки ламп каскадов УВЧ. Управляющее напряжение на детекторе АРУ1 ламп начинает вырабатываться с задержкой при сигнале, превышающем уровень чувствительности в 20—50 раз (до этого работает только 1-е кольцо АРУ). Задержка необходима для создания необходимого превышения сигнала над шумом.

Второе кольцо АРУ, регулирующее усиление каскадов УПЧЗ, состоит из детектора АРУ2, усилителя постоянного тока (УПТ) и двух аттенюаторов. Напряжение третьей промежуточной частоты с выхода УПЧЗб через буферный каскад БК2 поступает на детектор АРУ2. Управляющее напряжение с выхода детектора усиливается УПТ и подается на диодные аттенюаторы, с помощью которых осуществляется регулировка усиления. При увеличении входного сигнала управляющее напряжение закрывает диоды аттенюаторов, что приводит к уменьшению коэффициента передачи усилителя. Изменение напряжения на выходе усилителя не более чем в 2 раза при изменении напряжения на входе в 200 раз. Действие этого кольца начинается с сигналов на входе приемника, в 1,5 раза превышающих его чувствительность.

Таким образом, динамический диапазон двухкольцевой системы АРУ по входному сигналу составляет 80 дБ.

Приемник имеет подавитель шумов (ПШ), назначение которого состоит в том, чтобы исключить прослушивание оператором собственных шумов приемника при отсутствии сигнала от корреспондента путем отключения буферного каскада БК3, посредством закорачивания контактами реле нагрузку эмиттерного повторителя, напряжение с которой поступает на блок НЧ.

Подавитель шумов состоит из детектора и триггера с одним устойчивым состоянием, который отключает питание буферного каскада БК3 при отсутствии полезного сигнала на входе приемника (выходе УПЧЗб). При наличии на входе приемника сигнала, превышающего его чувствительность, на нагрузке детектора подавителя шумов образуется напряжение, приводящее к срабатыванию триггера. Триггер опрокидывается и подает напряжение питания на буферный каскад детектора сигнала. Порог срабатывания ПШ может быть изменен потенциометром “ПШ” на передней панели радиостанции. По желанию оператора подавитель шумов может быть включен или выключен тумблером “ПШ” на пульте управления.

Это же напряжение подается на каскад автопуска (КАП), который обеспечивает включение передатчика второй радиостанции, установленной на том же самолете, в целях ретрансляции принимаемого сигнала.

 

Схема компенсации нестабильности частоты ПГ в диапазоне ДМВ.

Для повышения стабильности частоты приемника и передатчика в диапазоне ДЦВ применена система компенсации.

В диапазоне УКВ заданная стабильность частоты обеспечивается без системы компенсации.

Основным источником нестабильности частоты является плавный генератор, частота которого после утроения используется в качестве частоты гетеродина в режимах “прием” и “передача”. Поэтому задачей системы является компенсация нестабильности частоты плавного генератора, вызванной паразитной частотной модуляцией за счет фона переменного тока питающих напряжений, вибрации, а также нестабильностью нуля дискриминатора.

Стабильность частоты связи радиостанции в режиме передачи, а также стабильность третьей промежуточной частоты приемника в режиме «Прием» в основном определяются нестабильностью частоты ПГ возбудителя. Принцип компенсации нестабильности частоты ПГ в режиме «Передача» в диапазоне ДМВ основан на двукратном использовании колебаний ПГ в процессе получения колебаний частоты связи передатчика (в СМ1 ДОЧ и СМ2 ПРД).

В соответствии с выражениями:

,

,

частота связи

(4)

где

Отклонение частоты колебаний ПГ на величину вызовет отклонение на . Частота связи при этом в соответствии с выражением (4) остается неизменной, нестабильность частоты ПГ, таким образом, компенсируется.

Аналогичным образом осуществляется компенсация нестабильности частоты ПГ и в режиме «Прием» в процессе получения колебаний третьей промежуточной частоты. Выражение для третьей промежуточной частоты приемника имеет вид

 

(5)

При отклонении частоты ПГ на величину :

В диапазоне MB необходимая стабильность частоты радиостанции обеспечивается без системы компенсации.

 

Заключение

При AM основная часть мощности расходуется на генерирование колебаний несущей частоты, которая не несет информации. Поэтому системы связи с AM обладают низкой помехоустойчивостью.

 

 

где отношение полос пропускания на входе и выходе приемника, Р_С - мощность сигнала на входе и выходе приемника,

Р_N - средняя спектральная плотность флюктуационных помех

Эффективность системы связи с AM также получается невысокой — .

 

 

Несмотря на низкую помехоустойчивость и низкую эффективность, AM находит применение в авиационных радиостанциях из-за простоты реализации как в передающем, так и в приемном тракте.

 

Литература

 

1. Вертоградов В.И. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Часть 1, М., Воениздат, 1979.

2. Брицын М.И. Авиационные радиоэлектронные средства. Часть I, М., Воениздат, 1981.

3. Радиостанция Р832-М. Техническое описание, издание II, 1974.

4. Радиостанция Р832-М. Инструкция по эксплуатации, издание III.

 

Содержание

 

Введение. 4

1. Передающий тракт радиостанции. 5

2. Приёмный тракт радиостанции. 9

Заключение. 14

Литература. 15