Расчет радиопередающего устройства радиоэлектронной системы связи диапазона 150-600 кГц, страница 4


          Рассмотрим работу ЦСЧ. На рис. 3.4 показана функциональная схема цифрового синтезатора частот, выполненного по схеме непосредственного деления частоты управляемого.

Рис. 3.4.

Гармоническое колебание высокостабильного кварцевого опорного генератора (ОГ) с частотой fОГ подаётся на формирующее устройство (ФУ2), где оно преобразуется в последовательность импульсов с той же частотой. Поскольку обычно fО>100 кГц, а шаг сетки частот синтезатора равен 9 кГц, значит дискретность перестройки управляемого генератора равна fД=9 кГц. Поэтому частоту ОГ необходимо понизить до величины fД, что и осуществляется в делителе (Д). Выбираем коэффициент деления K=20 тогда частота опорного генератора равна

fОГ= fД× K=9×20=180 (кГц).

После деления последовательность импульсов поступает на один из входов сравнивающего устройства (СУ), представляющего собой импульсно-фазовый детектор (ИФД).

Гармоническое колебание управляемого генератора (УГ) с частотой fУГ в формирующем устройстве (ФУ) также преобразовывается в последовательность импульсов. Затем частота fУГ понижается делителем с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в Km раз до значения fУГ/Km= fД.

Эти импульсы подаются на второй вход СУ. Выходное напряжение СУ через фильтр нижних частот (ФНЧ) поступает на управляющий элемент (УЭ), например варикап, емкость которого является функцией подводимого к нему напряжения. УЭ подстраивает частоту УГ до значения fУГ= K1 fД.

Так как частота УГ должна изменяться в диапазоне 10850…11300 кГц, то коэффициент деления ДПКД тоже должен изменяться в таких пределах, чтобы обеспечивать перекрытие заданного диапазона. Вычислим коэффициенты деления ДПКД:

КН=fH/fД=10850/9=1205,6

уточним КН приняв равным 1206, тогда fH=KН×fД=1206×9=10854 кГц. Определим КВ: учитывая что число каналов NK=50, а изменение коэффициенты деления ДПКД на 1 соответствует перестройке на один канал, то КВ= КН+ NK=1206+50=1256. Значит fВ=KВ×fД=1256×9=11304 кГц. Таким образом, перестройка по диапазону осуществляется изменением коэффициенты деления ДПКД от 1206 до 1256.

Рассчитанным частотам ЦСЧ соответствует диапазон рабочих частот 154 – 604 кГц. Верхняя боковая полоса и несущая расположены на частотах на порядок больших, чем частоты рабочего диапазона. Следовательно, их достаточно просто подавить, используя ФНЧ небольшого порядка с частотой среза немного выше верхней рабочей частоты диапазона. Так как эта частота равна 604 кГц, то зададим частоту среза ФНЧ равной 610 кГц.

Отфильтрованный ФНЧ ЧМн–сигнал поступает теперь на широкополосный усилитель мощности высокой частоты (ШУМВЧ). Где происходит усиление до требуемой мощности, а далее через согласующую цепь передаётся в нагрузку. В качестве согласующей цепи будем использовать широкополосный трансформатор. Так как трансформаторы обеспечивают согласование при больших перекрытиях по частоте от 1 до 103 [3].

Рассчитаем нестабильность передатчика, построенного по разработанной функциональной схеме (рис. 3.1.). Нестабильность частоты сигнала на fПЧ определяется из следующего выражения:

,                                                  (3.6)

где  и  – относительные нестабильности опорного генератора и средней частоты FFSK-манипулятора, а  – это отношение их частот. При достаточно большом соотношении частот n > 10 получим:

.                                                     (3.7)

Нестабильность средней частоты FFSK-манипулятора находится в пределах a0<10-5, а нестабильность частоты опорного генератора aОГ<10-7. Так как смешиваемые в БМ частоты равны fО=60 кГц и fОГ= 10640 кГц, то есть n= fОГ/ fО=10640/60=177,3,то

aПЧ=aОГ+aО/n=10-7+10-5/177,3=1,56×10-7.

Далее рассматривая смешиваемые во втором БМ частоты fПЧ= 10700 кГц и fНЕС  находится в диапазоне 10850…11300 кГц. Нестабильность ЦСЧ определяется нестабильностью ОГ и равна 10-7. То есть частоты близки, следовательно, их нестабильности складываются:

aС=aПЧ +aНЕС =1,56×10-7+10-7=2,56×10-7.

Следовательно, стабильность средней частоты сигнала передатчика равна fС=2,56×10-7 и удовлетворяет требованию ТЗ по нестабильности.

 
4. Разработка электрической принципиальной схемы.