Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

щаяся задержка, вносимая фильтрами ПЧ, а также обусловленная постоянными времени цепей развязки напряжения АРУ, даже предельно уменьшенными, заметно ограничивает допустимое усиление в петле регулирования.

Системы АРУ, для работы которых используется сигнал с выхода УПЧ, обладают лучшими характеристиками, нежели АРУ «по 34», поскольку в них можно реализовать меньшую задержку, а их параметры не зависят от расстройки между частотой сигнала и опорного гетеродина детектора. Кроме того, АРУ «по ПЧ» можно сделать комбинированной, состоящей из петли традиционной обратной АРУ с подачей управляющего напряжения на каскады до детектора АРУ и разомкнутой цепи прямой АРУ с регулировкой усиления каскадов тракта ПЧ после детектора АРУ. При комбинированной АРУ можно добиться лучших скоростных характеристик за счет снижения усиления в петле обратной АРУ. При высоких значениях ПЧ, однако, бывает сложно реализовать АРУ по ПЧ из-за просачивания на вход УПЧ напряжения опорного гетеродина детектора.

Чтобы ослабить последействие импульсных помех и в то же время обеспечить максимальную скорость реакции АРУ на быстрое возрастание уровня сигнала, вводят две (иногда и более) соединенные по ИЛИ сглаживающие цепи, одна из которых предельно быстро заряжается, но и достаточно быстро - за десятки миллисекунд - разряжается. Вторая заряжается за десятки миллисекунд, а разряжается за десятые доли и единицы секунд.

В целях автоматического согласования динамических диапазонов эфира и приемника иногда используют вторую петлю АРУ, работающую по суммарному уровню сигналов в широкополосном тракте, регулирующим элементом которой служит переменный аттенюатор на p-i-n-диодах, включенный на входе приемника. Такой аттенюатор, однако, будучи в принципе нелинейным, может ограничить динамический диапазон приемника сверху.

Существует довольно много способов образования сигнала однополосной телефонии [7, с. 180], однако в любительских трансиверах высокого класса формирователи однополосного сигнала (ФОПС) строят исключительно по фильтровому способу, обеспечивающему высокое качество при простоте реализации. Современные ФОПС снабжают так называемыми «спич-процессорами», т. е. ограничителями уровня речевых сигналов, позволяющими повысить среднюю мощность передатчика при неизменной пиковой и без расширения занимаемой полосы излучения. Высококачественные и эффективные ограничители можно реализовать как на ПЧ, так и на 34. Ограничители ПЧ, имея простую структуру, обеспечивают высокое качество ограниченного сигнала и наибольшую эффективность [50], давая эквивалентный выигрыш по мощности 8-9 дБ. Ограничители 34 с разделением полос дают немногим худшие результаты, но имеют существенно более сложную структуру [51]. Фазовые 34 ограничители [52, 11, с. 87] практически эквивалентны ПЧ ограничителям по эффективности и качеству сигнала и довольно просты, поэтому вполне могут конкурировать с ПЧ ограничителями.

Выходную мощность передающего тракта трансивера вряд ли имеет смысл доводить до 100-2Q0 Вт, как это сделано, например, в [20] и во многих аппаратах зарубежных фирм. При столь высоких уровнях мощности требуется более тщательная экранировка, а усилитель мощности (УМ), его выходные фильтры и источник питания резко увеличивают размеры и массу аппарата, заставляя конструкцию его кожуха и шасси делать более жесткой и, следовательно, более тяжелой.



В СССР широко распространены трансиверы с выходной мощностью около 40 Вт, которые на радиостанциях второй категории подключают к антенне непосредственно, а первой категории - через внешний усилитель мощности. Такие трансиверы содержат выходные фильтры, занимающие немалый объем. Возможен и иной подход к вопросу о целесообразной мощности трансивера Не увлекаясь «выжиманием» предельно высоких значений КПД, на современных транзисторах несложно построить достаточно эффективный УМ с выходным каскадом в режиме В и коэффициентом гармоник не более - 26 дБ. Такой усилитель с выходной мощностью менее 20 Вт можно подключать непосредственно к антенне без выходных фильтров, не рискуя при этом превысить допустимую норму на побочные излучения, равную 50 мВт. В то же время мощности 20 Вт и даже менее, около 10 Вт, достаточно для возбуждения внешнего линейного УМ с полной разрешенной мощностью, выполненного на современных лампах с высокой крутизной. В таких УМ достаточно просто достигается уровень интермодуляционных искажений менее -36 дБ, удовлетворяющий нормам [10], ио при этом линейность возбудителя (трансивера) должна быть не хуже -39 дБ, т. е. по крайней мере на 3 дБ лучше линейности внешнего УМ.

В амплитудной характеристике однотактиых усилителей наибольший вес имеет нелинейность второго порядка. Если на входе такого усилителя действуют два сигнала с частотами fi и 1г, на его выходе, кроме усиленных сигналов с исходными частотами, появятся компоненты с частотами !2 - Ь, 2Ь, 11 + 12, 2h, которые в резонансных усилителях отфильтровываются и не воздействуют на последующие каскады. В широкополосных усилителях эти компоненты, за исключением первой, обычно не попадающей в полосу пропускания усилителя, беспрепятственно проникают на вход следующего каскада усиления и на его нелинейности второго порядка смешиваются с сигналами исходных частот. При этом образуются интермодуляционные компоненты третьего порядка с частотами 2d -12, 2fy - fi. Такой эффект особенно сильно проявляется в широкополосных усилителях на полевых транзисторах, вольт-амперные характеристики которых имеют весьма весомую нелинейность второго порядка.

Низкий уровень интермодуляционных искажений и гармоник сравнительно просто достигается в широкополосных УМ, все каскады которых выполнены по двухтактной схеме, в которой искажения четных порядков ослабляются на 20-40 дБ. В каскадах с выходной мощностью до 1-2 Вт целесообразно использовать транзисторы в режиме А, достигая наибольшего коэффициента усиления и наилучшей линейности. В выходном каскаде, транзисторы которого работают в режиме В, желательно применять транзисторы, разработанные специально для линейных усилителей. Допустимого уровня интермодуляционных искажений можно добиться и с обычными генераторными транзисторами путем введения в оконечный каскад отрицательной обратной связи по РЧ. Применение иных известных методов снижения искажений - ООС по огибающей, «связи вперед» и т. п. [53, с. 249] при мощности 10-20 Вт вряд ли целесообразно.

Малой неравномерности АЧХ усилителя проще всего достичь путем использования транзисторов е граничной частотой в десятки раз большей, чем верхняя частота диапазона. Выравниванию АЧХ способствует ООС по РЧ, поэтому ее желательно применять и в каскадах предварительного усиления. Используя в УМ мощные СВЧ транзисторы, следует учитывать, что в диапазоне KB их предельно допустимые режимы резко снижаются.

Чтобы не допустить работы выходного каскада в перенапряженном режиме, для



которого.характерны большие нелинейные искажения, значительная модуляция выходного сигнала пульсациями источника питания, опасные выбросы коллекторного напряжения, УМ охватывают цепью автоматической регулировки загрузки - ALC (Automatic Loading Control). По принципу действия ALC во многом аналогична АРУ приемников, но, в отличие от АРУ, в ALC требуемая глубина регулировки обычно не превышает 12-20 дБ, а реализация предельно быстрой и апериодической реакции системы на изменение входного уровня упрощается благодаря широкой полосе пропускания УМ. С другой стороны, усложняется задача сохранения высокой линейности амплитудной характеристики регулирующего элемента при изменении его коэффициента передачи, так как в целях уменьшения уровня шумов передающего тракта на вход УМ следует подавать сигнал возможно большего уровня. Чтобы обойти эту проблему, регулирующий элемент иногда размещают в такой точке тракта, где нелинейные искажения менее опасны, например перед фильтром ПЧ на выходе ФОПС, однако при этом затрудняется реализация приемлемых скоростных параметров ALC, поскольку многократно возрастает задержка в петле регулирования. Кроме того, если генератор телеграфных посылок включен после упомянутого фильтра ПЧ, как часто и бывает, при работе телеграфом петля ALC оказывается разомкнутой, что может привести ко всем неприятностям, связанным с работой оконечного каскада УМ в перенапряженном режиме, в том числе и к недопустимым искажениям «сверху» формы телеграфных посылок.

Задача создания простого регулирующего РЧ элемента, полностью удовлетворяющего требованиям низкого коэффициента шума и высокой линейности амплитудной характеристики при уровне входного сигнала порядка десятков милливатт и изменении коэффициента передачи па 20 дБ и более, пока не решена. При входных уровнях до нескольких милливатт таким требованиям в наибольшей степени удовлетворяют переменные аттенюаторы на pin диодах, а также двухтактные каскады усиления на полевых тетродах с регулированием по насыщению проходных характеристик. Такие каскады, кроме того, удобно использовать для формирования телеграфных посылок путем подачи на вторые затворы тетродов напряжения трапецеидальной формы с выхода интегратора-ограничителя, напряжение на входе которого представляет собой посылки прямоугольной формы, снимаемые с «контактов» телеграфного ключа. Форма посылок на выходе таких каскадов близка к колоколообраз-ной, что обеспечивает узкий спектр излучения телеграфной передачи при условии, конечно, что последующие каскады УМ имеют достаточно линейную амплитудную характеристику. Известны и другие пути образования требуемой формы посылок [54].

Чтобы иметь возможность прослушивать эфир в паузах между посылками (там называемый режим «полного полудуплекса» - QSK), используют манипулируе-мые телеграфные генераторы, работающие на одной из ПЧ, предпочтительно иа последней ПЧ тракта передачи. В таких генераторах, даже с кварцевой стабилизацией, при манипуляции нередко происходит заметное на слух изменение частоты, так называемое «чириканье». Его уменьшают путем подбора режима генератора. Полностью устранить «чириканье» можно, например, способом, предложенным в [55], манипулируя в цепи запуска цифрового делителя частоты на N, включенного между трактом передачи и неманипулируемым автогенератором с частотой, в N раз больше, чем ПЧ.

В высококачественных трансиверах совершенно недопустимо формировать телеграфный сигнал на звуковой частоте с последующей подачей его на вход ФОПС.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58



0.0009