Разработка связного передатчика коммерческой связи (выходная мощность - 30 Вт, диапазон частот 14 ÷ 24 МГц)

Введение.

До недавнего времени радиотелефонная связь в диапазоне коротких волн осуществлялась преимущественно методом амплитудной модуляции (АМ). Применение этого вида управления колебаниями оправдывается простотой технических решений, нетребовательностью к стабильности частоты радиолинии.

Однако амплитудная модуляция обладает низкой помехоустойчивостью вследствии неэффективного использования мощности передатчика и сильного влияния эффекта многолучевого распространения волн на качество демодулированного сигнал, а также неэкономно использует полосу частот канала связи.

Стремление к повышению оперативности и эксплуатационному удобству радиосвязи требует изыскания и разработки других методов передачи информации при радиотелефонной связи. Одним из таких методов, получивших практическое применение в настоящее время, является так называемая однополосная модуляция (ОМ).

Очевидным и наиболее важным преимуществом ОМ является наиболее узкая полоса частот, занимаемая сигналом с ОМ. Она равна полосе частот исходного модулирующего сигнала. Полоса частот, занимаемая колебанием с АМ, по меньшей мере, в 2 раза шире. При частотной модуляции (ЧМ) занимаемая полоса оказывается ещё шире. Благодаря этой особенности ОМ её применение в системах радиосвязи позволяет почти вдвое по сравнению с АМ уменьшить необходимые полосы радиоканалов и тем самым увеличить вдвое число действующих радиосвязей в одном и том же диапазоне частот. Важным преимуществом ОМ перед АМ является возможность получения в системах радиосвязи с ОМ энергетического выйгрыша.

Принцип радиотелефонной связи при использовании однополосной модуляции состоит в том, что в передающем устройстве осуществляется линейное смещение спектра частот модулирующего сигнала в область рабочих частот без изменения абсолютной ширины спектра, а в приёмном устройстве производится обратное преобразование спектра частот принятого сигнала к границам спектра исходного модулирующего процесса.

Следует отметить, что термин однополосная модуляция является чисто условным. Происхождение его связано с тем, что спектр сигнала по форме соответствует спектру одной из боковых полос АМ колебания.

Однополосная модуляция является особым видом амплитудно – частотной модуляции, при котором амплитуда высокочастотного колебания изменяется по закону изменения мгновенных  амплитуд модулирующего сигнала, а частота — в соответствии с законом изменения частоты модулирующего процесса.

Однополосная модуляция имеет ряд существенных преимуществ перед другими видами модуляции, что поставило её в число наиболее перспективных видов управления колебаниями при радиотелефонной связи.

При ОМ вся мощность выходного каскада передатчика идёт на генерирование колебаний, несущих информацию. Кроме того, при ОМ за счёт сужения вдвое полосы пропускания приёмника и отсутствия специфических для АМ искажений, обусловленных фазовыми сдвигами и избирательными замираниями при пространственном распространении волн, получается четырёхкратный выйгрыш в мощности сигнала.

1. Выбор, обоснование технических требований и структурной схемы.

Проектирование передатчика начинается с выбора структурной схемы, согласно которой, потом рассчитываются отдельные каскады передатчика. При этом исходят из назначения передатчика, условий его работы и заданных параметров:

1. Выходная мощность             30 Вт

                                       2. Диапазон частот                              14 ÷ 24 МГц

                                       3. Нестабильность частот        

                                       4. Вид модуляции                     ОБП

На первом этапе разработки структурной схемы необходимо учесть, что разрабатываемый передатчик является диапазонным. Диапазон рабочих частот лежит в пределах от 14 до 24 МГц. Эти частоты относятся к диапазону коротких волн (КВ).

Требуемая стабильность частот , такую стабилизацию частоты можно получить только  при кварцевой стабилизации. Это означает, что задающие параметры должны быть реализованы на основе кварцевого резонатора. На ряду со многими преимуществами кварцевых автогенераторов, у них есть один недостаток  –  невозможность реализовать простые схемы с перестраиваемой частотой. Поэтому рабочий диапазон необходимо будет разбить на каналы с фиксированной частотой.

Определим количество таких каналов. Как было сказано выше, работа передатчика осуществляется в диапазоне коротких волн. Общепринятым считается, что на коротких волнах выбирать каналы для работы необходимо относительно длины волны, которая выражается  целыми числами в метрах.

Перечислим эти каналы и соответствующие им частоты:

1.  13 м  –  23,08 МГц

2.  14 м  –  21,43 МГц

3.  15 м  –  20,00 МГц

4.  16 м  –  18,75 МГц

5.  17 м  –  17,65 МГц

6.  18 м  –  16,67 МГц

7.  19 м  –  15,79 МГц

8.  20 м  –  15,00 МГц

9.  21 м  –  14,29 МГц

Таким образом мы получили 9 каналов. Теперь определим тип возбудителя, используя рассчитанное число фиксированных частот.

Возбудитель представляет собой комплексное устройство, решающее задачи образования рабочих частот и формирования всех или большинства видов сигналов на этих частотах. Одним из элементов современного возбудителя является синтезатор частот. Но при небольшом числе фиксированных частот (<) возбудители строят без использования синтезатора по принципу «кварц – волна», т. е. для каждой рабочей частоты используется высокостабильный кварцевый автогенератор со своим кварцевым резонатором. Данный тип возбудителя  мы и применим в нашем курсовом проекте.