Структурная схема приёмопередатчика «Фазан-19Р50»

Структурная схема приёмопередатчика «Фазан-19Р5»

Структурная схема передатчика «Фазан-19П50»

Лекции №11, 12

Радиостанция «Фазан-19Р50»

Устройство и работа радиостанции

Самым сложным из всех радиосредств серии «Фазан-19» является «Фазан-19Р50», остальные радиосредства являются его частным случаем. Поэтому рассмотрим принцип действия и взаимодействие составных частей этого приёмопередатчика, затем опишем отличия остальных радиосредств от базовой модели.

Режим приёма

В режиме приёма входной сигнал с антенны через электронный ВЧ коммутатор усилителя мощности поступает на радиоприёмное устройство (блок ПРМ-У), где происходит фильтрация и усиление ВЧ сигнала, преобразование его в первую ПЧ, усиление и фильтрация сигнала ПЧ1, преобразование в сигнал второй ПЧ, усиление и демодуляция сигнала ПЧ2, доведение НЧ сигнала до необходимых уровней для подачи на динамик и в АКДУ центра УВД.

Блок ПРМ-У

Блок ПРМ-У состоит из трёх плат:

- приёмник-синтезатор - плата ПРМ-СИНТ;

- плата управления приёмопередатчиком - УП;

- плата клавиатуры и индикации – КИ.

Плата УП совместно с платой КИ обеспечивает весь алгоритм функционирования радиосредств.

Плата ПРМ-СИНТ обеспечивает селекцию и усиление принимаемых высокочастотных (ВЧ) АМ сигналов, двойное преобразования их в сигналы ПЧ1 (21, 4 мГц) и ПЧ2 (455 кГц), усиление и демодуляцию с целью выдачи электрического аналога принятого сообщения с необходимыми параметрами.

Также плата ПРМ-СИНТ вырабатывает сигнал обнаружения несущей (СОН), необходимый для работы системы ПШ платы управления.

В плате осуществляется контроль работы приёмника и синтезатора.

Приёмник имеет непрерывную и принудительную системы контроля. Непрерывный контроль основан на зависимости сигнала АРУ от уровня входного РЧ сигнала и охватывает преобразователь сигнала, усилитель сигнала гетеродина, тракты ПЧ1 и ПЧ2.

Принудительная система контроля производит тестирование всей платы. Она основана на сравнении собственного шума приёмника платы ПРМ-СИНТ с шумами встроенного генератора шума.

Контроль исправности синтезатора производится по наличию синхронизации в кольце ФАПЧ.

В состав платы ПРМ-СИНТ входят:

- радиоприёмное устройство;

- синтезатор частоты (гетеродин).

Радиоприёмное устройство включает в себя:

- модуль УВЧ;

- усилитель первого гетеродина (УГ);

- первый преобразователь частоты;

- два коммутируемых высокоизбирательных усилителя ПЧ1 с полосами пропускания (F_лт)18 и 8 кГц;

- тракт ПЧ2 с коммутируемыми фильтрами и демодулятор;

- усилитель НЧ;

- формирователь (СОН);

- формирователь строба (увеличивает быстродействие срабатывания ПШ при снятии сигнала на входе приёмника).

Принцип работы радиоприёмного устройства.

Модуль усилителя ВЧ.

Входной РЧ сигнал в рабочем диапазоне частот поступает на входной фиксированный p-i-n диодный аттенюатор V1 – V4, а затем на регулируемый p-i-n диодный аттенюатор V5, V6. Аттенюатор V1 – V4 служит для ухудшения чувствительности приёмника и включается по команде «ВКЛ АТТЕН» при работе в сложных условиях ЭМС, а аттенюатор V5, V6 поддерживает постоянный уровень РЧ сигнала при изменении напряжения на входе приёмника (функция АРУ РЧ). Кроме этого в режиме передачи для защиты входных каскадов приёмника аттенюатор V5, V6 запирается. Запрет для прохождения управляющего напряжения АРУ РЧ через усилитель D13.2 осуществляется компаратором D 13.1 платы ПРМ-СИНТ по команде «ВКЛ ИЗЛ».

Далее РЧ сигнал поступает на однокаскадный усилитель на транзисторе V12 с двумя парами связанных контуров (L7, L8, C14, L9, L10, C16, V10 и L13, L14, C22, L15, L16, C27, V11). Для увеличения динамического диапазона усилитель выполнен по схеме с общей базой (ОБ). Перестройка осуществляется электронным путём с помощью варикапов V10, V11.

Для осуществления режима принудительного контроля в усилитель ВЧ введён генератор шума (ГШ) на диоде V7 (который блокируется в режиме приёма диодом V9).

Усилитель первого гетеродина, тракты ПЧ1, ПЧ2, НЧ.

Сигнал первого гетеродина поступает через согласующий аттенюатор (R201, R202, R203) на однокаскадный усилитель с ОБ на транзисторе V203 с парой связанных контуров L12, L13, C201 и L14, L15, C203 (полосовой фильтр). Фильтр подавляет шумы и побочные колебания гетеродина, чем улучшает чувствительность приёмника и повышает ослабление сигналов по побочным каналам приёма. Перестройка контуров осуществляется с помощью варикапов V201, V202.

Отфильтрованный и усиленный сигнал гетеродина поступает на дополнительный усилитель на комплектарных транзисторахV204, V205, построенный по двухтактной схеме.

Для контроля наличия сигнала гетеродина используется детектор, выполненный на диоде V206.

Сигналы с выходов УВЧ и УГ поступают на смеситель D201 для первого преобразования частоты.

С выхода смесителя сигнал ПЧ1 распределяется на два канала.

При шаге сетки частот 25 кГц сигнал поступает на кварцевый фильтр Z2 через открытый p-i-n диодный аттенюатор V2 (канал 18 кГц), а при шаге сетки частот 8, 33 кГц – на кварцевый фильтр Z1 через открытый p-i-n диодный аттенюатор V1 (канал 8 кГц). Команда управления аттенюаторами формируется компаратором D10. Высокоизбирательные фильтры Z1, Z2 выделяют полезное колебание 21, 4 МГц.

Следующие за фильтрами усилительные каскады на полевых транзисторах V10 и V10 предназначены для их согласования с нагрузкой и дополнительного усиления сигналов в трактах, доводя их до уровня, необходимого для работы микросхемы D6. Данная микросхема с внешними элементами содержит усилитель ПЧ1 с АРУ, преобразователь ПЧ2, усилитель ПЧ2 с АРУ, амплитудный детектор, усилитель НЧ, усилитель АРУ.

Селекция сигнала ПЧ2 осуществляется коммутируемыми пьезокерамическими фильтрами Z7 (канал 18 кГц) и Z8 (канал 8 кГц). Переключение фильтров осуществляется электронными ключами микросхемы D5.

В качестве второго гетеродина используется кварцевый генератор на транзисторе V5, выполненный по схеме емкостной трёхточки, с частотой генерации 20945 кГц.

С выхода микросхемы D6 звуковой сигнал проходит через фильтр НЧ и регулируемый усилитель D10 на выход платы.

Формирователь СОН и строба

Формирователь СОН вырабатывает заданное постоянное напряжение при поступлении на вход приемника сигнала превышающего уровень порогового значения.

Порог срабатывания регулируется в соответствии с требуемым соотношением с + ш / ш на входе радиоприемника.

Программирование порога срабатывания ПШ возможно в диапазоне соотношения сигнал/шум от 6 до 18 дБ с дискретом 2 дБ. Рекомендуемое значение -10 или 12 дБ, при этом порог срабатывания ПШ соответствует чувствительности приёмника. Значение порога ПШ, равное 6 дБ, может устанавливаться для обеспечения радиосвязи с удалёнными воздушными судами. Высокие значения порога ПШ повышают устойчивость приёмника к воздействию внешних помех при отсутствии полезного сигнала по основному каналу приёма.

Следует помнить, что изменение порога ПШ не изменяет чувствительность, динамические и избирательные свойства приёмника, а только изменяет пороговые значения входного сигнала (RSSI), при которых срабатывает система ПШ, т.е. происходит запирание тракта НЧ.

Формирователь строба увеличивает быстродействие срабатывания ПШ при снятии сигнала на входе радиоприёмника.

Схема формирования сигнала отказа платы построена по принципу сравнения напряжения АРУ с термокомпенсированным эталонным напряжением, формируемым диодом V14. При снижении усиления приёмника напряжение АРУ уменьшается ниже заданного уровня и компаратор D7.2 выдаёт сигнал отказа платы.

Управление частотой настройки приёмника осуществляется путём выдачи управляющих напряжений на УВЧ приёмника и усилитель гетеродинного колебания, а также формирования управляющих сигналов, обеспечивающих настройку гетеродина приёмника на частоту, кратную 8, 3(3) кГц.

Кроме того, в плате ПРМ-СИНТ находится энергонезависимое репрограмируемое запоминающее устройство (РПЗУ), в которое записывается калибровочная информация.

Синтезатор частоты (гетеродин) включает в себя:

- микросхему (БИС) синтезатора частоты;

- опорный кварцевый генератор;

- делитель частоты опорного генератора;

-два переключаемых генератора, управляемых напряжением (ГУН);

- высокочастотный (ВЧ) разветвитель.

Принцип работы синтезатора.

Синтезатор частоты (первый гетеродин) предназначен для формирования сетки частот в диапазоне 121, 4 – 171, 4 МГц. Шаг сетки частот равен 8, 33 кГц.

Принцип его работы основан на стабилизации частоты генератора, управляемого напряжением (ГУН), кольцом ФАПЧ.

В качестве опорной частоты используется колебание термокомпенсированного кварцевого генератора G1 (10 мГц), обеспечивающего относительное отклонение частоты ±1∙ 10^-6. на микросхеме D304 выполнен усилитель-формирователь сигнала кварцевого генератора, импульсы которого делятся микросхемой D308 до получения опорной частоты 625 кГц.

С целью уменьшения фазовых шумов выходного сигнала гетеродина применены два ГУНа, работающие на удвоенной частоте, с последующим делением частоты выходного сигнала на два. Диапазон рабочих частот первого Гунна 242, 8 – 292, 8 мГц, второго – 292, - 342, 8 мГц.

Переключение выходных сигналов генераторов осуществляется с помощью ВЧ коммутатора, выполненного на диодной сборке V319.

Оба ГУНа выполнены по одной схеме, разница заключается только в параметрах элементов колебательных контуров.

Генератор ГУН, работающий в диапазоне частот (242, 8 – 292, 8) Мгц, функционально состоит из генератора, выполненного на полевом транзисторе V311, параллельного контура, состоящего из индуктивности L27, конденсатора С338, варикапов V305, V307, конденсатора С336, варикапов V301, V303. Буферный каскад усилителя высокочастотных колебаний выполнен на транзисторе V317.

Ключ на транзисторе V313 позволяет выключить генератор.

Второй ГУН выполнен по аналогичной схеме на транзисторах V312, V414, V318.

Для переключения ГУНов по диапазону, с точкой переключения 146, 4 мГц (292, 8 мГц по частоте ГУНа) используется сигнал GUN1/2.

ВЧ сигнал с выхода одного из генераторов, через ВЧ коммутатор, поступает на ВЧ разветвитель, выполненный на трансформаторе Т2. С одного из выходов трансформатора сигнал поступает на вход микросхемы D309 ВЧ делителя на два и далее с выходов микросхемы на формирователь V315, V316. С выхода формирователя выходной сигнал гетеродина поступает на полосовой фильтр и далее на выход платы.

С другого выхода трансформатора Т2 сигнал поступает через фильтр С328, L21, С326 на ВЧ вход БИС синтезатора D302. В состав БИС входит делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), делитель опорной частоты (N=75) и фазовый детектор. Сигнал опорной частоты подаётся на вход микросхемы D302 с выхода микросхемы D308. В результате сравнения по фазе полученных импульсных сигналов фазовым детектором микросхемы D302 на выходе БИС формируется напряжение автоподстройки, управляющее Гуннами, которое через пропорционально интегрирующий фильтр (ПИФ), выполненный на операционном усилителе D307 и элементах C324, 332, 334, R313, 317, 319 поступает на варикапы ГУНов.

Изменяя коэффициент деления ДПКД можно изменять выходную частоту гетеродина.

В результате выходная частота (f_вых) определяется соотношением:

f_вых= N ∙ f_сравн/2, где

N - коэффициент деления ДПКД, ( N _min=29136; N _max =41136 )

f_сравн- частота сравнения 8, 33(3) кГц.

Коэффициенты деления БИС синтезатора частоты для опорной и входной частоты устанавливаются по сигналам управления CLK, DATA G и LE. Наличие синхронизации в кольце ФАПЧ гетеродина контролируется на шине MUXOUT.

Режим передачи

В режиме передачи сигнал с микрофонного усилителя, подключаемого к плате ПРДИ (в режиме местного управления), или с физической линии, подключаемой к блоку ВИ (в режиме ДУ), поступает на плату УП, где ограничивается по полосе и доводится до необходимого уровня, после чего поступает на выход платы для модуляции передатчика в блоке УМ19-50АК.

ВЧ сигнал возбуждения поступает на усилитель мощности с возбудителя СВ-150, частота настройки которого определяется кодовыми комбинациями, поступающими с платы УП.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 12 131415 Следующая ⇒