2.8. Синтезатор частот

Синтезатор частот (субблок СБ6-Б1-ЯрП-1) забезпечує:

– формування напруги гетеродина з дискретними значеннями частоти для головного каналу передавання і приймання;

– формування опорної напруги з частотою 0,5 МГц для модулятора і демодулятора.

Діапазон робочих частот синтезатора СБ6-Б1-ЯрП-1 розділений на два піддіапазони: 75,5…83,5 МГц; 83,5…93,5 МГц. У синтезаторі передбачена можливість зміни частоти дискретно через 100 Гц. На практиці використовується перестройка через 1 кГц, тобто рознос частот дорівнює 1 кГц. Час перестройки синтезатора з однієї частоти на іншу становить 0,1 с. Структурна схема синтезатора частоти зображена на рис. 2.11.

Рис. 2 11. Електрична структурна схема синтезатора частот

Генератор плавного діапазону управляючим сигналом (Упр.) установлюється для роботи у визначеному піддіапазоні частот. Вихідний сигнал ГПД подається на один із Зм, на інший його вхід подається перетворена за частотою напруга ОГ. Частота вихідної напруги перетворювача змінна (через 100 Гц) і встановлюється Упр. з пульта управління відповідно до заданої частоти настройки радіостанції.

Напруга різницевої частоти з виходу Зм подається на дільник з коефіцієнтом поділу (ДЗКД). Значення коефіцієнта поділу від 6 до 15 береться відповідно до частоти настройки так, щоб у результаті на першому вході ФД частота сигналу була рівною 1 МГц за будь-якої частоти настройки радіостанції. На інший вхід ФД подається опорна напруга з частотою 1 МГц, що виходить у результаті ділення частоти сигналу 10 МГц ОГ на 10.

У початковий період у разі установки піддіапазону частота сигналів на першому вході ФД буде істотно відрізнятися від частоти опорної напруги 1 МГц. На виході ФД буде відсутня постійна напруга, що є сигналом, який вмикає генератор пилкоподібної напруги (ГПН).

Генератор пилкоподібної напруги забезпечує електронну перестройку ГПД. При цьому система ФАПЧ працює в режимі пошуку. У разі зменшення неузгодженості частот зменшується напруга на виході ФД і ГПН вмикається, а система ФАПЧ переходить у режим автосупроводження, підтримуючи необхідне значення частоти ГПД. Напруга з першого виходу ГПД надходить у субблок СБ5-Б1-ЯрП, де використовується в головному каналі приймання як напруга першого гетеродина, а в головному каналі передавання – на третьому перетворенні частоти.

На другому виході напруга з частотою 0,5 МГц формується в результаті додаткового ділення частоти опорної напруги на 2. Ця напруга подається в субблоки, що забезпечують формування сигналу і його демодуляцію на третій проміжній частоті, рівній 0,5 МГц.

Функціональна схема синтезатора частот СБ6-Б1-ЯрП-1 наведена в дод. 5. Роль першого гетеродина головного каналу передавання виконує ГПД. До його складу входять два автогенератори Г1, Г2 з електронною перестройкою, що працюють у піддіапазонах: Г2 – 73,5…83,5 МГц, Г1 – 83,5…93,5 МГц. Увімкнення необхідного генератора забезпечується комутацією кіл живлення (комутатор К3). Для установки потрібної частоти в процесі роботи в схемі синтезатора передбачена система ФАПЧ.

Напруга ГПД подається на Зм11. На інший вхід цього Зм подається напруга, що задає частоти настройки. Це багаторазово перетворені комбінаційні складові з дискретністю 1000 Гц. Робота схеми формування комбінаційних складових і їх перетворень розглянута нижче. На виході Зм11 виділяються різницеві складові, частота яких повинна точно дорівнювати одному з цілих значень від 6 до 15 МГц. Ця напруга подається на дільник частоти зі змінним коефіцієнтом поділу (ДПКД). Коефіцієнт поділу може приймати одне з цілих значень від 6 до 15 і встановлюється комутатором К2 за командами управління (Упр.) з пульта управління. На виході ДЗКД за будь-якої заданої частоти настройки синтезатора і закінченні процесу настройки частота сигналу повинна дорівнювати 1 МГц.

Сигнал з виходу ДЗКД подається на вхід ФД. На інший його вхід надходить опорна напруга з частотою 1 МГц. Фазовий детектор визначає величину неузгодженості сигналів за частотою і видає відповідну управляючу напругу.

У роботі системи ФАПЧ можна виділити два етапи: пошук і автосупроводження. Під час зміни (установки) робочої частоти частота на виході ДЗКД істотно відрізняється від 1 МГц і перебуває за межами смуги охоплювання ФАПЧ (15...20 кГц). У цьому випадку на виході ФД відсутня постійна напруга. Це є сигналом для увімкнення ГПН. Величина пилкоподібної напруги змінюється лінійно від 5 до 45 В. Ця напруга подається на варикапи контурів генераторів Г1, Г2 і забезпечує перестройку кожного з них в усьому піддіапазоні. З наближенням частоти ГПД до заданого значення, на виході ФД буде зменшуватися частота биття і збільшуватися їхня амплітуда. Коли їхня частота стане менше частоти зрізу ФНЧ (25 кГц), управляюча напруга з ФНЧ буде надходити на варикапи, що забезпечить підстройку ГПД. Коли неузгодженість частот на входах ФД стане мінімальною, ГПН переводиться в peжим ППС і подальшу підстройку ГПД забезпечує сигнал з виходу ФНЧ. Смуга утримання системи ФАПЧ дорівнює 40...50 кГц.

Для того, щоб забезпечити перестройку синтезатора з дискретністю 100 Гц використовується формування гармонік і багаторазове перетворення сигналу. Напруга ОГ (СБ1-Б1) подається в субблок синтезатора частоти на підсилювач П1, на Зм9 і помножувач частоти на 2. З виходу П1 сигнал ОГ послідовно проходить через два дільники частоти з коефіцієнтами ділення рівними 10. Отриманий безперервний гармонійний сигнал з частотою 0,1 МГц подається на генератор гармонік.

Генератор гармонік забезпечує формування послідовності радіоімпульсів тривалістю 0,3 мкс, з періодом проходження 0,1 МГц і частотою заповнення (несучою частотою) 6,5 МГц. У спектрі такого сигналу містяться дискретні складові, що відстоять одна від одної на 0,1 МГц. Далі в схемі використовують складові від 6,0 до 7,0 МГц, що мають достатній рівень.

На вхід генератора гармонік надходить напруга з частотою 0,1 МГц. Вона підсилюється, обмежується за амплітудою і подається на формувач відеоімпульсів (ФВІ), що забезпечує одержання послідовності відеоімпульсів тривалістю 0,3 мкс з періодом 0,1 МГц. Ця послідовність подається на формувач радіоімпульсів (ФРІ). Основним вузлом його є контур ударного збудження, резонансна частота якого дорівнює середній частоті ділянки частот 6,5 МГц, що використовується.

Отримані радіоімпульси підсилюються (П3) до напруги з амплітудою 12 В і подаються паралельно на 11 смугових кварцових фільтри. Частота настройки кожного фільтра відстоїть від сусідньої на 0,1 МГц, смуга пропускання не перевищує 6 кГц. Таким чином, забезпечується можливість виділення і використання кожної частотної складової спектру радіоімпульсів: 6,0; 6,1;6,2; 6,3; 6,4; 6,5; 6,6; 6,7; 6,8; 6,9; 7,0 МГц.

Виходи всіх 11 фільтрів з'єднані з комутатором К1. Комутатор має чотири виходи і забезпечує підключення до них фільтрів у різних комбінаціях, залежно від частоти настройки синтезатора. До першого виходу підключаються фільтри 6,1…7,0 МГц, до інших трьох – 6,0…6,9 МГц. Необхідна комбінація частот задається сигналами управління (Упр.), що надходять з ПУ. З виходів фільтрів 6,4; 6,7; 7,0 МГц сигнали, крім того, безпосередньо надходять у тракти перетворення на підсилювачі П4, П5, П6 відповідно і далі на змішувачі Зм1, Зм2, Зм4.

На інші входи цих змішувачів подається напруга з виходів дільників частоти на 10, на входи яких подана напруга з виходів 2, 3, 4 комутатора К1. На виходах змішувачів використовуються сумарні комбінаційні складові. Вид перетворення показано знаком "+" чи "–" в умовних позначках Зм.

Далі на входи Зм3 подається сигнал з виходу Зм2 і поділений по частоті на 10 сигнал з виходу Змl. Виділені сумарні складові з виходу Зм3 подають на дільник частоти на 10 і далі на один вхід Зм5. На інший його вхід подають виділені смуговим фільтром сумарні комбінаційні складові з виходу Зм4.

Сумарні комбінаційні складові з виходу Зм5 подаються на один вхід Зм6. На інший його вхід подається напруга з частотою 36 МГц від кварцового генератора головного каналу передавання і приймання (СБ5-Б1-ЯрП). На виході Зм6 виділяються різницеві складові. Вони подаються на один вхід Зм8. На інший його вхід надходять різницеві складові від Зм7. Вони виникають як результат перетворення сигналів з виходу 1 комутатора К1 і напруги з частотою 58 МГц від кварцового генератора головного каналу передавання і приймання. На виході Зм8 виділяються сумарні комбінаційні складові в діапазоні 78,5…79,5 МГц.

Вихідна напруга Зм8 подається на два канали. Кожний з них працює у визначеному піддіапазоні частот синтезатора й управляється (відмикається) ключем Кл1, Кл2. У разі роботи в піддіапазоні 73,5…83,5 МГц вихідний сигнал Зм8 подається на один вхід Зм9. На інший його вхід подається напруга від ОГ частотою 10 МГц. На виході Зм9 використовуються сумарні комбінаційні складові і на вхід Зм11 через відкритий ключ Кл2 подається напруга в діапазоні частот 88,5…89,5 МГц. Ключ Кл1 у цьому випадку закритий.

У разі роботи в піддіапазоні 83,5…93,5 МГц вихідний сигнал Зм8 подається на один вхід Зм10. На інший його вхід подається напруга від ОГ після множення на два за частотою. На виході Зм10 використовуються сумарні комбінаційні складові і на вхід Зм11 через відкритий ключ Кл1 подається напруга в діапазоні частот 98,3…99,5 МГц. Ключ Кл2 у цьому випадку закритий. На інший вхід Зм11 подається напруга з ГПД.

На час пошуку системи ФАПЧ передбачений захист ПП від перевантажень. Для цієї мети одночасно з ГПН вмикається схема формування закриваючої напруги (ФЗН). Напруга з її виходу подається на ПП. Одночасно з переведенням ГПН у режим ППС знімається і напруга закриття з ПП. Напруга з частотою 0,5 МГц, що використовується як опорна у схемах модуляції і демодуляції, формується з сигналу ОГ шляхом послідовного ділення частоти на 10 і 2. Вхідні сигнали дільників підсилюються (П1 і П2).