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

печивает хорошей оперативности при перестройке частоты. Широкое распространение однополосной телефонной радиосвязи потребовало повышения точности настройки своего передатчика на частоту корреспондента. Кроме того, передатчики, в которых используется получивший наибольшую популярность фильтровой способ формирования SSB сигнала, имеют структурную схему, взаимно обратную со схемой супергетеродинного приемника. Это способствовало тому, что в настоящее время центральным узлом современной любительской радиостанции стал приемопередатчик, или трансивер, с совмещенными частотами передачи и приема.

Трансивер можно построить так, чтобы большинство его узлов использовались и в режиме передачи, и в режиме приема. Такой подход дает возможность сэкономить до 30% деталей и стоимости аппарата, уменьшить его размеры и массу, однако не позволяет достичь наивысших параметров передающего и приемного трактов, усложняет коммутацию, затрудняет реализацию или полностью лишает трансивер некоторых эксплуатационных удобств, как, например, работу на разнесенных частотах или диапазонах, самоконтроль передачи на рабочей частоте. Поэтому трансиверы высокого класса имеют, как правило, раздельные тракты передачи и приема с общими гетеродинами и источником питания.

Трансиверы прямого преобразования имеют наиболее простую структуру и в виде однодиапазонных конструкций получили широкую популярность. Их характеризует наличие всего одной ступени преобразования частоты, с помощью которой спектр 34 сигнала переносится непосредственно в нужный диапазон РЧ на передаче и обратно при приеме [11, 12]. К сожалению, фазокомпенсацнонным методом, используемым в таких устройствах, трудно достичь устойчивого подавления неиспользуемой боковой полосы более чем на 40 дБ, особенно в широком диапазоне радиочастот. Эффект прямого детектирования мощных помех, в большей или меньшей степени присущий смесителям любых типов, ограничивает реальную избирательность приемников прямого преобразования цифрой 80 дБ. Попытки значительно улучшить параметры приводят к резкому и неоправданному усложнению таких аппаратов.

Подавляющее большинство спортивных трансиверов построено по супергете-родииной схеме с одной или несколькими ПЧ. Аппараты с одной ПЧ в последнее время в СССР являются наиболее популярными. Одно-четырехдиапазонные трансиверы на 160-20 м часто строят с ПЧ, равной 500 кГц, что позволяет в качестве фильтров основной селекции (ФОС) использовать распространенные наборы электромеханических фильтров [13-15]. Во вседиапазонных аппаратах с одной ПЧ порядка нескольких мегагерц в качестве ФОС используют кварцевые фильтры. В таких конструкциях простыми средствами достигаются высокая избирателность по соседнему, зеркальному и другим побочным каналам, минимальное число пораженных комбинационными «свистами» точек приема, низкий уровень побочных излучений передатчика [16, 17] .

Схемы с двумя ПЧ позволяют получить во вседиапазонных аппаратах необходимую избирательность по зеркальному каналу и возможность использования электромеханических фильтров в качестве ФОС. Первую ПЧ делают постоянной [18, 19] или переменной [20]. Последний вариант был особенно популярен в 70-х годах в аппаратах, подобных трансиверу UW3DI. Их достоинство - простота диапазонного генератора, а также совпадение шкал настройки в группах низко- и высокочастотных диапазонов, недостатки - сложность достижения высокой реальной избиратель-



ности из-за наличия двух смесителей до ФОС, необходимость в громоздких многосекционных конденсаторах переменной емкости, сложность настройки многоконтур-ного перестраиваемого фильтра первой ПЧ и сопряжения с гетеродином, сравнительно большой уровень побочных излучений передатчика

Развитие интегральной технологии дало возможность создавать сравнительно дешевые цифровые синтезаторы частоты. Это привело к тому, что большинство выпускаемых зарубежными фирмами трансиверов для радиолюбителей строится по схеме с «преобразованием вверх», когда первая ПЧ выбирается 40 МГц и выше. Такая структура позволяет создавать аппараты* е йостейщим преселектором, полностью перекрывающие весь диапазон KB При хорошем подавлении побочных каналов приема, особенно зеркального и на гармониках гетеродина, и побочных излучений передатчика Применяя в тракте первой ПЧ кварцевые фильтры, можно в принципе строить приемники с очень хорошей реальной избирательностью. В настоящее время качественные показатели таких аппаратов зависят от качества существующих синтезаторов частоты, в большинстве своем сильно уступающим обычным гетеродинам по уровню шума и побочных колебаний.

Существует множество разновидностей структурных схем Дополнительные ступени преобразования вводят, например, для Компенсации нестабильности частоты гетеродина, для плавного изменения полосы пропускания и т п Выбирая структуру аппарата, следует учитывать, однако, что увеличение числа преобразований частоты может не только неоправданно усложнить аппарат, но н заметно ухудшить его достижимые параметры.

При проектировании трансивера важное значение имеет оптимизация диаграммы уровней сигнала и шума в различных точках трактов Для широкополосного тракта KB приемников в качестве критерия принимают максимум динамического диапазона при заданном коэффициенте шума. «Выжимание» чувствительности, т. е. предельное уменьшение коэффициента шума, обязательно приводит К Существенному снижению верхней границы динамического диапазона, параме*ра*ьСолее важного при работе в современном эфире, нежели чувствительность.

Если в цепи из двух каскадов динамический диапазон первого существенно больше, чем второго (типичный случай цепи усилитель радиочастоты - смеситель), а допустимое ухудшение динамического диапазона цепи по сравнению с динамическим диапазоном второго каскада не должно превышать Д, дБ, необходимый коэффициент усиления мощности первого каскада определим из следующих соображений. Нижней границей динамического диапазона второго каскада является его пороговая чувствительность, по (1) равная F2Rmo, где Fj - коэффициент шума второго каскада. При соединении выходя первого каскада со входом второго ня этом входе будет действовать эквивалентная мощность шумов [ (F2- 1) + Fi-Gi] Рш„, где F1 и G1 - коэффициент шума и коэффициент усиления мощности первого каскада соответственно При этом нижняя граница динамического диапазона второго каскада сместится вверх на 6el01g(Fj -1 4-F1O1/F2), дБ. Верхняя граница сместится на 6/3 вверх, так как уровень интермодуляционной помехи пропорционален кубу мощности испытательных сигналов Поэтому Дя»(2/3)6, или А = 6,71g[l -(-(F, Gi - 1)/F2], дБ.

Пусть, например, F, =4(6 дБ), F2= 16 (12 дБ) и допустимо ухудшение динамического диапазона иа 3 дБ Тогда Д = 3 дБ= 101g2==6,71g[l-f,(4Qi - 1)/16]. Решив это уравнение, получим G( =«7,5(8,6 дБ) При этом коэффициент шума цепи опре-



деляют по известной формуле [21]: Fj- = Fi +F2/G1 =6,14 (7,9 дБ), что на 1,9 дБ больше, чем коэффициент шума первого каскада.

Диаграмму уровней тракта последней ПЧ и 34 оптимизируют по минимуму коэффициента шума при заданной линейности

Для уменьшения шума передатчика такой же критерий используют при оптимизации передающего тракта, в широкополосной части которого следует обрабатывать сигналы на возможно более высоком уровне, применяя высоколинейные мало-шумящие усилители и смесители, избегать использования межкаскадных фильтров с большими потерями. К сожалению, нередко радиолюбители пренебрегают этими правилами Более того, некоторые авторы рекомендуют, например, для уменьшения уровня побочных колебаний подавать на смесители сигналы возможно меньших амплитуд и уменьшение уровня сигнала в тракте компенсировать дополнительными усилителями. В результате появляются передатчики, создающие шумовые помехи, от коюрых не спасет никакой сколь угодно сложный приемник.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО KB ТРАНСИВЕРА

Входные цепи приемников, или преселекторы, решают задачу ослабления приема на большинстве побочных каналов, а также согласования входного сопротивления приемника с волновым сопротивлением фидера антенны. Линейность амплитудной характеристики преселектора должна быть по крайней мере не хуже, чем у следующего за ним первого смесителя Сложность преселектора во многом определяется структурной схемой приемника. Так. в аппаратах с «преобразованием вверх» преселектор может в принципе состоять из единственного фильтра нижних частот с частотой среза 30 МГц. Такое построение, правда, приводит к необходимости ис пользовать сверхдинамичный первый смеситель, поэтому и в приемниках с «преобразованием вверх» чаще всего используют преселектор в виде набора полосовых фильтров, а иногда и перестраиваемый узкополосный преселектор.

Перестраиваемый преселектор можно назвать традиционным - он широко и успешно применяется на протяжении более пяти десятилетий Его преимущество - хорошее ослабление побочных каналов и сравнительно близких к частоте приема помех, а недостатки - необходимость кропотливой настройки с целью хорошего сопряжения преселектора и гетеродина, громоздкость многосекционных конденсаторов переменной емкости. Перестройка контуров преселектора с помощью варикапов совершенно неприемлема для высококачественных аппаратов, так как приводит к уменьшению динамического диапазона. Узкополосные преселекторы иногда применяют в виде отдельной конструкции в целях улучшения реальной избирательности имеющегося приемника. Стремясь сузить полосу пропускания, иногда применяют громоздкие фильтры на спиральных резонаторах [22] или выполняют преселектор в виде набора узкополосных кварцевых фильтров [23]. Необходимость в такого рода мерах чаще всего отпадает при использовании правильно спроектированных приемников с высоколинейным широкополосным трактом, в которых преселектор, как правило, представляет собой набор полосовых фильтров, полоса пропускания каждого из которых совпадает с одним из любительских диапазонов

Обычно достаточную избирательность при простой схеме и конструкции обеспечивают грехконтурные фильтры сосредоточенной селекции (ФСС), выполненные из катушек индуктивности с добротностью 50-100. Однако иногда, например при срав-



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



0.0077