2.4. Функціональна схема модулятора радіостанції

Модулятор KХ радіостанції забезпечує одержання сигналів таких видів:

– сигнали з AM з глибиною модуляції 60...80% або 80...100%;

– сигнали з ОБС з модуляцією мовного сигналу і виділенням ВБС чи НБС;

– сигнали з АМн;

– сигнали з ЧМн із трьома значеннями розносу частот: 200, 400, 500 Гц (ЧМн-200, ЧМн-400, ЧМн-500 відповідно).

Усі сигнали формуються на проміжній частоті 500 кГц.

У модуляторі KХ радіостанції об'єднані такі схеми (рис. 2.7):

– формування AM (СФ AM);

– формування ОБС (СФ ОБС);

– формування АМн (СФ АМн);

– формування ЧМн (СФ ЧМн).

Джерелом управляючої (модулюючої) напруги під час передавання аналогових сигналів є електроакустичний перетворювач (мікрофон чи ларингофон). Під час передавання цифрових сигналів управляюча напруга подається від кінцевої апаратури телеграфного зв'язку чи апаратури передавання даних.

Рис. 2.7. Модулятор короткохвильової радіостанції

Вихідні сигнали модулятора після попереднього підсилення (ППЧ1, ППЧІІ) надходять у головний тракт передавача для підсилення і перетворення. Формування і попереднє підсилення аналогових сигналів забезпечується модулятором (субблок СБ3-Б1-ЯрІІ) і ППЧ (субблок СБ2-Б1-ЯрІІ), що входять до складу прийомозбудника радіостанції (блок Б1-ЯрІІ-1Б).

Радіостанція повинна забезпечувати формування мовних сигналів з AM і ОБС (ВБС). Субблоки СБ3-Б1-ЯрІІ і СБ2-Б1-ЯрІІ дозволяють також формувати ще мовні сигнали з ОБС (НБС) і сигнали з АМн.

Формування і попереднє підсилення частотно-маніпульованих сигналів забезпечується маніпуляційним генератором (субблок СБ1-Б16-ЯрІІ) і ППЧ (субблок СБ2-Б16-ЯрІІ) що входять до складу модему телеграфних сигналів (блок Б16-ЯрІІ). Функціональна схема модулятора наведена в дод. 3.

Під час передавання мовних сигналів у модуляторі забезпечене регулювання його чутливості. Ця задача вирішується схемою регулювання чутливості модулятора (РЧМ).

У режимі передавання сигналів з AM встановлення необхідної глибини модуляції здійснюється за допомогою ключа Кл.мод., що забезпечує зміну коефіцієнта передавання ПЗЧ1, а отже, і величини управляючої напруги на вході модулятора (AM). На інший вхід цього модулятора через емітерний повторювач ЕП1 подається несуча частота 500 кГц від синтезатора. Далі сигнал AM через відкриті ключі Кл. ПРД, Кл1 АМ, Кл2 AM і смуговий фільтр Ф_ам подається на ППЧ1, а з його виходу – у головний тракт передавання.

У режимі передавання сигналів з ОБС, залежно від бічної смуги, що виділяється, відчиняються ключі: Кл ПРД, Кл1 ВБС, Кл2 ВБС чи Кл ПРД, Кл1 НБС, Кл2 НБС. Для підвищення ефективності передавання мовних сигналів і підвищення їх завадостійкості в модуляторі застосовано переключення сигналів і їх граничне обмеження (кліпіровання). З цією метою посилений мовний сигнал спочатку подається на коло RC. Він забезпечує підйом частотної характеристики тракту проходження сигналу 6 дБ/октава на частотах 300 – 3400 Гц. Після підсилення (ПЗЧ2) сигнал обмежується, додатково підсилюється (ПЗЧ3) і подається на БМ. На другий вхід цього модулятора через емітерний повторювач ЕП2 подається несуча частота 500 кГц від синтезатора. З виходу БМ двосмуговий сигнал з подавленою несучою подається через відкриті ключі на один зі смугових фільтрів Ф_ВБС чи Ф_НБС. Виділений сигнал однієї бічної смуги з подавленою несучою підсилюється ППЧ1 і подається в головний тракт передавання. Для введення в цей сигнал необхідного рівня несучої напруга подається від синтезатора через схему формування АМн. При цьому ключі Кл1 АМн, Кл2 АМн відмикаються, а ключ Кл.нес. забезпечує управління рівнем вихідного сигналу. Несуча подається в головний тракт передавання одночасно з сигналом ОБС.

Якщо для модуляції потрібен натуральний сигнал (без обмеження і попереднього спотворення), то управляючим сигналом обмежувач відмикається. За допомогою ключа Кл.1 обм. замикається підсилювач ПЗЧ2 і розмикається ключ Кл.2 обм. При цьому мовний сигнал від ПЗЧ1 подається безпосередньо на підсилювач ПЗЧ3 і далі на балансний модулятор. Далі проходження сигналу ОБС аналогічне описаному вище.

У режимі передавання сигналів з АМн ключ Кл. нес. розімкнутий. Напруга з частотою 500 кГц від синтезатора подається на ключ Кл1 АМн. Ключі Кл1 АМн, Кл2 АМн відмикаються управляючою напругою від кінцевої апаратури на час струмових посилок. При цьому напруга несучої 500 кГц підсилюється ППЧ2 і проходить з виходу схеми формування АМн у головний тракт передавання.

У режимі передавання сигналів з ЧМн використовують схему формування ЧМн. У схемі формування ЧМн застосований метод формування частотно-маніпульованих сигналів з розривом фази.

Для кожного з можливих розносів частот (500, 200, 400 Гц) передбачені пари кварцових генераторів: G1 і G2, G3 і G4, G5 і G6. Середня частота сигналу кожної з пар генераторів

f_серМГц.

Кожен кварцовий генератор у парі виробляє напругу, що відповідає за частотою струмовим чи безструмовим посилкам управляючої імпульсної послідовності. Залежно від обраного розносу частот для формування сигналу ЧМн використовується одна пара генераторів.

Управляючий сигнал у вигляді послідовності імпульсів від кінцевої апаратури подається на вхід погоджувального підсилювача. Після підсилення ця напруга надходить на розподільник. Розподільник виробляє дві протифазні послідовності імпульсів, які управляють роботою відповідних пар швидкодіючих ключів (Кл1 БД і Кл2 БД, Кл3 БД і Кл4 БД, Кл5 БД і Кл6 БД). За розносу частот 500 Гц відкривається схема збігу CЗ1. Управляюча напруга з розподільника подається на ключі Кл1 БД і Кл2 БД. Якщо надходить струмова посилка, то позитивною напругою з розподільника відмикається ключ Кл1 БД і на той самий час протифазною напругою замикається ключ Кл2 БД. При цьому сигнал частоти ƒ₁ генератора G1 проходить через відкритий ключ Кл1 БД і схему збігу CЗ1 на дільник частоти. Якщо надходить безструмова посилка, то відмикається ключ Кл2 БД, замикається ключ Кл1 БД і на вхід дільника частоти проходить сигнал з частотою ƒ₂ від генератора G2. Робота інших пар генераторів і ключів за розносів частот 200 і 400 Гц аналогічна. Отриманий частотно-маніпульований сигнал подається на дільник частоти з коефіцієнтом ділення, рівним 16. Середня частота сигналів на його виході дорівнює 500 кГц і абсолютне значення розносу частот відповідає необхідним значенням (500, 200 і 400 Гц).

Для зменшення впливу нестабільності генераторів G1 – G6 у схемі формування ЧМн використовується додаткове перетворення частоти отриманого частотно-маніпульованого сигналу. Цей сигнал подається на один вхід Зм. На інший його вхід подається перетворена напруга ОГ, що має більш високу стабільність частоти, чим генератори G1 – G6.

Напруга з частотою 10 МГц від ОГ після попереднього підсилення П1 надходить на дільник частоти з коефіцієнтом ділення рівним 4. Далі сигнал з частотою 2,5 МГц подається на помножувач частоти з коефіцієнтом множення, рівним 3. Отримана напруга з частотою 7,5 МГц подається на другий вхід Зм. На його виході виділяються сумарні комбінаційні складові із середньою частотою 7,5 + 0,5 = 8 МГц. Ця напруга після підсилення У2 подається на дільник частоти з коефіцієнтом ділення, рівним 16. На його виході сигнал має середню частоту 500 кГц і стабільність, що визначається, в основному, стабільністю частоти ОГ. Це видно з наведених нижче співвідношень.

Середня частота кварцових генераторів дорівнює:

ƒ_кв = ƒ_сер ± Δƒ_кв,

де ƒ_сер – номінальне значення середньої частоти; Δƒ_кв – абсолютна нестабільність частоти кварцових генераторів.

На виході першого дільника виходить сигнал з частотою:

= 0,5 МГц.

На виході Зм виділяються сумарні комбінаційні складові:

Δƒ_зм = ƒ_ог ± Δƒ_ог + ± = ƒ_ог + ±

де ƒ_ог – номінальне значення частоти ОГ; Δƒ_ог – абсолютна нестабільність частоти ОГ.

Враховуючи, що ƒ_ог = 10 МГц і ƒ_сер = 0,5 МГц, одержимо

Δƒ_зм =7,5 + 0,5 ± = 8 МГц ±.

На виході другого дільника виходить сигнал з частотою:

ƒ_g2 = 0,5 МГц ± .

Для того, щоб стабільність частоти вихідного сигналу схеми формування ЧМн була вища, ніж у сигнала на виході першого дільника частоти на 16, необхідно виконати співвідношення:

> + .

Звідси можна одержати:

Δƒ_ог < Δƒ_кв.

Отже, більш висока стабільність частоти вихідного сигналу може бути забезпечена цим методом навіть за рівних стабільностей частоти опорного і кварцового генераторів.

Якщо величини Δƒ_кв і Δƒ_ог мають один порядок, то << і складову можна не враховувати.

Таким чином, значення середньої частоти вихідного сигналу схеми формування ЧМн дорівнює

ƒ_g2 = 0,5 МГц ± ,

тобто його нестабільність визначається нестабільністю ОГ. Сформований частотно-маніпульований сигнал через ключ Кл ЧМн, відімкнений у режимі передавання ЧМн, подається на фільтр. У разі формування сигналів зі швидкостями передавання 75, 150 Бод та з рознесенням частот 200 Гц (ЧМн-200) відкриті ключі (Кл1 200 і Кл2 200) і використовується смуговий фільтр Ф1 ЧМн зі смугою пропускання 0,75 кГц, а за формування сигналів зі швидкостями передавання 150, 300 Бод і з рознесенням частот 400 і 500 відкриті ключі Кл1 500 і Кл2 500 і використовується фільтр Ф2 ЧМн. Ці фільтри захищають головний тракт передавача від проникнення комбінаційних складових, що виникають у результаті додаткових перетворень сигналу ЧМн. Далі сигнали ЧМн підсилюються (ППЧЗ) і надходять у головний тракт передавання.