Разработка и описание функциональной схемы радиолинии. Функциональная схема передатчика

5.  Разработка и описание функциональной схемы радиолинии.

5.1.   Функциональная схема передатчика.

Схема и временные диаграммы, поясняющие работу , представлены в приложении 1. Работу предающей части радиолинии можно пояснить следующим образом.

В начальный момент времени со схемы синхронизации, основой которой является генератор тактовой частоты, на генератор кадрового синхрослова (ГКС) поступает импульс, который разрешает его работу. ГКС вырабатывает кадровое синхрослово (63-разрядную М-последовательность). На другой вход ГКС поступает последовательность импульсов с частотой , необходимых для его работы (для формирования синхрослова). После окончания выдачи кадрового синхрослова схема синхронизации сбрасывает ГКС в начальное состояние, запрещает его работу и выдаёт импульс на коммутатор  каналов,  а именно на ключ 1, через который на АЦП поступает информация с 1-го датчика. В этот же момент схема синхронизации начинает выдавать импульсы на АЦП периодом следования  (длительность одного командного слова) и импульсы частотой  на преобразователь кода (ПК). АЦП служит для преобразования непрерывного сигнала в цифровой код. Преобразователь кода преобразует сигнал в параллельном коде с выхода АЦП в сигнал в последовательном коде.

Через  информация со 2-го канала через ключ 2, который открывается импульсом, приходящим со схемы синхронизации, проходит на АЦП, где преобразуется в цифровой вид аналогичным образом. Таким же образом преобразуется информация со всех 9 каналов.

Объединение кадрового синхрослова и девяти командных слов происходит в сумматоре, на выходе которого образуется кадр. Затем процесс повторяется, то есть снова начинает работу ГКС и так далее.

Сформированным КИМ сигналом осуществляется частотная манипуляция гармонического поднесущего колебания. Эта процедура осуществляется с помощью коммутатора и двух генераторов поднесущих колебаний  и  . С приходом импульса единичной амплитуды коммутируется генератор с частотой  , с приходом импульса нулевой амплитуды коммутируется генератор с частотой . Таким образом, на выходе коммутатора образуется сигнал КИМ-ЧМ_Н.

Сигнал КИМ-ЧМ_Н модулирует по фазе колебание на несущей частоте  при помощи фазового модулятора, на выходе которого получаем сигнал КИМ-ЧМ_Н-ФМ. Усилитель мощности высокой частоты усиливает сигнал до нужного  уровня. Усиленный сигнал поступает на антенну и излучается в пространство.

5.2.  Функциональная схема приёмника.

Схема и временные диаграммы, поясняющие работу , представлены в приложении 2. Работу приёмной части радиолинии можно пояснить следующим образом.

С антенны принятый сигнал поступает в высокочастотную часть приёмника (ВЧП), где происходит перенос с несущей частоты на промежуточную.

Как уже отмечалось выше, для демодуляции сигнала КИМ-ЧМ_Н-ФМ используется синхронный детектор (фазовый детектор). Для его работы необходимо сформировать когерентное опорное напряжение вида . Тогда на выходе синхронного детектора (СД) будет формироваться сигнал КИМ-ЧМ_Н .

Формирование когерентного опорного напряжения выполняется на основе кольца ФАПЧ. В случае расстройки, то есть при отличии частоты местного генератора (МГ) от частоты принимаемого сигнала, МГ подстраивается до тех пор, пока напряжение на выходе ФНЧ не будет нулевым. Таким образом частота и фаза МГ совпадает с частотой и фазой принимаемого сигнала. МГ формирует напряжение , которое поступает на вход СД. На другой вход поступает сигнал на промежуточной частоте с выхода ВЧП. На выходе СД формируется сигнал КИМ-ЧМ_Н .

Далее этот сигнал поступает на полосовые фильтры ПФ1 и ПФ2, настроенные соответственно на поднесущие частоты   и  . На выходе схемы разности формируется групповой сигнал, искажённый шумами. С помощью решающего устройства (РУ) происходит определение символа. Сигнал с выхода РУ можно охарактеризовать как полярный сигнал с активной паузой, то есть символу «1» соответствует импульс 1, а «0» – импульс –1. Для  преобразования в униполярный сигнал с пассивной паузой используется формирователь (ФОРМ1).

Обеспечение разделения элементарных символов, соответствующих различным позициям кадрового слова, производится с помощью системы тактовой синхронизации. Она работает следующим образом. Видеосигнал со схемы разности поступает на удвоитель (УДВ), который состоит из дифференцирующей щепочки (ДЦ), формирователя (ФОРМ2). Продифференцированный сигнал поступает на формирователь, с помощью которого из импульсов, соответствующих передним и задним фронтам, формируются импульсы длительностью  . Дифференцирование  и последующее формирование необходимы для получения в спектре сигнала составляющей на частоте , которая отсутствует с спектре исходного сигнала. Эта спектральная составляющая выделяется узкополосным резонансным фильтром (УРФ). Формирование тактовой частоты происходит с помощью кольца ФАПЧ (ФД, ФНЧ, МТГ, ФВ). Таким образом, на выходе местного тактового генератора (МТГ) формируется тактовая частота. С помощью формирователя (ФОРМ3) происходит выбор оптимального момента стробирования, соответствующего середине импульсов.

После ФОРМ1 получается групповой сигнал КИМ, состоящий из кадрового синхрослова и командных слов. В момент, соответствующий окончанию синхрослова, импульс с выхода согласованного фильтра поступает на схему синхронизации, которая управляет преобразованием принимаемого цифрового кода в непрерывный сигнал и распределением этой информации по потребителям. На преобразователь кода (ПК) поступают импульсы частотой . ПК служит для преобразования последовательного кода в параллельный. На ЦАП поступают импульсы в моменты времени, соответствующие окончанию командных слов. В эти же моменты времени на соответствующие ключи поступают импульсы, которые обеспечивают разделение информации по получателям.