Номиналы частот сигналов поступающих на ПЧ рассчитываются с помощью прикладной программы [10].
Частоты сигналов выбраны достаточно большими для упрощения фильтра входящего в состав ПЧ.
Датчик опорных частот предназначен для формирования сигналов с частотами преобразования, который требуются для ДСЧ и модулятора.
Задающий генератор должен формировать сигнал с как можно более низкой относительной нестабильностью частоты, т. к. искажения, которые возникают в данном блоке, ухудшают работу всего передатчика, так как уменьшить эти искажения в каком либо последующем боке невозможно. Сформированный в задающем генераторе сигнал поступает на датчик опорных частот (ДОЧ).
2.2 Выбор и обоснование функциональной схемы.
Выбор функциональной схемы передатчика производится исходя из структурной схемы приведенной на рис. 1. Рассмотрим более подробно функциональные узлы структурной схемы:
Выходная цепь.
Выходная цепь построена по схеме в виде многозвенной ФНЧ, элементы которой перестраиваются при смене рабочей частоты передатчика. Выбор числа LC-элементов в выходной цепи и их величин определяется как требованиями к фильтрации высших гармоник, так и обеспечением заданной трансформации нагрузочных сопротивлений, например выходного сопротивления антенны в номинальное значение эквивалентного сопротивления нагрузки оконечного каскада.
Рис 6. Выходная цепь. Функциональная схема.
Выходную цепь можно разделить на две части:
· двойной П – образный LC-контур;
· Г – цепочка.
В данном случае двойной П – образный LC-контур согласует R эквивалентной нагрузки оконечного каскада с активным сопротивлением R = 5 кОм, для обеспечения требуемого коэффициента фильтрации второй гармоники. При таком большом сопротивлении R выполняется условие R >> Ra. В передатчиках малой и средней мощности в этом случае согласующее устройство с антенной должно скомпенсировать реактивную составляющую сопротивления антенны. Поэтому согласующее устройство может быть более простым – в виде Г – цепочки. Индуктивность L компенсирует реактивную составляющую входного сопротивления антенны и вместе с емкостью C трансформирует R в Ra.
Выходная цепь состоит из двух частей, так как первая схема обладает хорошими фильтрующими свойствами, но при этом не компенсирует реактивную составляющую. Основная функция же второй части – компенсация реактивности сопротивления антенны [3, стр. 136 - 144].
Модулятор.
В модуляторе перенос частоты информационного сигнала из низких частот на высокие можно реализовать несколькими методами. Наиболее простым является использование несколько последовательно включенных преобразователей частоты – фильтровой метод. Недостатком данного метода является необходимость большого количества дополнительных частот, которые требуются для преобразователей частоты, вследствие чего реализация датчика опорных частот резко усложняется. Если реализовать на одном ПЧ, возникает проблема выделения этого сигнала, очень сложный фильтр, в некоторых случаях вовсе нереализуемый. Второй метод – фазокомпенсационный. Его достоинством является простота, но данный метод применим только в случае узкополосного сигнала, так как сложно реализовать равномерный фазовый сдвиг в широкой полосе. Последний метод – фазофильтровой метод формирования однополосного сигнала. Он сложнее чем предыдущие, но устраняет их недостатки, но требует на одну частоту преобразования больше чем первый, что нежелательно.
В данном курсовом проекте преобразование производится в два этапа:
1. перенос до 500 кГц (Фильтровой метод);
2. перенос с 500 кГц на частоту fсрм = 150 МГц (Фазокомпенсационный метод).
Первое преобразование реализовано на обычном балансном модуляторе. На один из входов смесителя подается информационный сигнал, на другой – вспомогательная частота преобразования f01 = 490 кГц. С помощью активного фильтра выделяется суммарная частота, равная 500 кГц. После проведения данного преобразования становится возможным применение фазокомпенсационного метода:
Рис 3. Модулятор. Функциональная схема.
Входной сигнал поступает на фазовращающую схему, которая позволяет получить для каждой из гармонических составляющих входного сигнала две равные по величине составляющие, сдвинутые по фазе на 90 гр, причем один фазовращатель обеспечивает поворот на + 90 гр., а другой на – 90 гр. Эти два напряжения подаются на входы двух балансных модуляторов, к которым одновременно подводятся два синусоидальных напряжения высокой частоты (частоты несущей), сдвинутые друг относительно друга по фазе также на 90 гр. В результате сложения двух напряжений с выхода балансных модуляторов в суммирующей схеме получается однополосный сигнал [6, стр. 283 - 288].
Датчик сетки частот
Данном блок требуется для получения сетки частот в пределах 126 – 129 МГц с определенным шагом. Реализовано это с использование кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
Рис 4. Датчик сетки частот.. Функциональная схема.
Частота с датчика опорных частот поступает на фазовый детектор (ФД) имеющий два входа, который вырабатывает напряжение амплитуды пропорциональной расхождению частот сигналов на его входах. Это напряжение поступает на генератор управляемый напряжением (ГУН),частота сигнала на выходе которого зависит от величины напряжения выработанного на фазовом детекторе.. С ГУНа сигнал поступает одновременно на модулятор и на ДПКД с которого в свою очередь сигнал поступает на фазовый детектор и кольцо замыкается. Система постоянно стремится к тому чтобы частоты сигналов на обоих входах фазового детектора были равны. Т .о. если поменять код на ДПКД будет меняться частота сигнала в ГУНе. В зависимости от дискретности кода на ДПКД соответственно получается дискретность частоты сигнала получаемой с ГУНа.
ДПКД.
Рис.5. ДПКД. Функциональная схема.
Произведем расчет:
На один из входов сумматора подается код нижней частоты, т. е. шина на этом входе должна иметь разрядность данного кода представленного в двоичной форме ( число 6300 в двоичной форме имеет 13 разрядов). На второй входе задается код от 0 до 151 в двоичной форме (8 разрядов) который задается вручную. На выходе будем иметь 13 разрядную шину, по которой будет поступать код той частоты, на которой будет осуществляться передача.
ДПКД включает реверсивный счетчик. На вход С поступает сигнал с ГУНа, который является сигналом синхронизации. На вход D подается код частоты, которую нужно получить в данный момент работы передатчика. По переполнению реверсивного счетчика на выходе вырабатывается сигнал, который задает начальную частоту формирователю сигнала и одновременно этим же сигналом сбрасывается счетчик. Таким образом реверсивный счетчик работает как делитель частоты. На выходе формирователя сигнала формируется сигнал с частотой f`, которая в стационарном состоянии равна fд. При изменении кода на ДПКД изменяется частота появления сигнала переполнения, изменяется частота f`, на выходе ФД возникает напряжение, которое меняет частоту ГУНа, что ведет за собой изменение частоты появления сигнала переполнения, и значение частоты f` возвращается в первоначальное значение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.