8. Основные схемотехнические решения преобразователей частоты(пч).

Н аиболее простым вариантом построения ПЧ является однотактный диодный (пассивный) ПЧ (рис.а). Для него форма сигнала определяется электромеханическим аналогом (рис. б), где диод выполняет роль ключа Кл. Он коммутирует прохождение сигнала с частотой генератора(рис. в, г).

Е сли учитывать гармоники частоты генератора, то полный спектр сигнала в сечении 2-2 будет иметь вид как на рисунке д). Для однотактного диодного ПЧ характерна засоренность побочными продуктами, подавить которые с помощью фильтра сложно.

Поэтому обычно используются балластные(двухтактные) схемы ПЧ, в которых удается подавить гармоники генератора.

Последовательный диодный балансный ПЧ(рис.а). Полуобмотоки трансформаторов и и диоды и симметричны, поэтому в выходной обмотке напряжение генератора наводиться не будет, так как магнитные потоки взаимно компенсируются. Диодные ключи работают в фазе(рис. б). Балансный ПЧ может быть представлен как два однотактных ПЧ(рис в), где = за счет , а выходные сигналы объединяются за счет . Спектр балансного ПЧ совпадает с малосигнальным спектром однотактного ПЧ(рис. г). Крестиком отмечены подавленные гармоники несущей.

П араллельный балансный диодный ПЧ.(рис.а) Позволяет устранить один дифференциальный трансформатор(Т1)

Мостовой диодный балансный ПЧ позволяет вообще исключить трансформаторы со средней точкой.

В поперечно-мостовой схеме сигнал генератора не поступает на выходную обмотку Т2 из-за применения уравновешенного моста. Электромеханическим аналогом этих параллельного и мостового ПЧ является схема 6.9., где диодный ключ не разрывает цепь от сечения 1-1 к 2-2, а шунтирует ее. Результат от этого не меняется.

Наиболее совершенной является схема двойного балансного(кольцевого) ПЧ Электромагнитный аналог на рис. (6.10 а), работа ключей на рис.(6.10 в,г). изменяют полярность сигнала . ПЧ представляется как два балансных ПЧ: подаваемые напряжения генераторов и имеют сдвиг фаз относительно друг друга из-за поочередно работающих диодов и .(рис.д).

Транзисторные ПЧ. Позволяют обеспечить усиление преобразуемого сигнала, проще достигается согласование с внешними цепями и балансировка в балансных активных ПЧ. Принцип работы транзисторных ПЧ практически не отличается от работы диодных ПЧ. Схема простейшего однотактного ПЧ.

Н апряжение от сигнала через трансформатор Т1 подается на базу транзистора VT, а генератора – через T3 на эмитер. Напряжение образующееся на транзисторе снимается с выходной обмотки Т2 и фильтрируется электрическим фильтром(ЭФ).

9. Генераторное оборудование аналоговых мсп. Назначение и основные требования

Генераторное оборудование (ГО) предназначено для формирования набора (сетки) стабильных высокочастотных колебаний, которые используются в про­цессе формирования групповых и линейных сигналов на передающей и при­емной сторонах аналоговых, систем передач (АСП), а также для формирования служебных сигналов (групповых и линейных контрольных частот, сигналов синхронизации и т.д.). Сигналы контрольных частот (пилот-сигналы) — это та­кие служебные сигналы, с помощью которых можно определять отклонение уровней полезных сигналов при изменении параметров линейных (групповых) трактов. Сигналы синхронизации предназначены для обеспечения синхронной работы генераторного оборудования передающей и приемной сторон, если собственной стабильности частоты задающих генераторов недостаточно. Сиг­налы, вырабатываемые ГО, должны отвечать ряду требований, важнейшим из которых является высокая стабильность частоты и уровня сигнала.

Первый параметр оценивают по величине абсолютной нестабильности ге­нератора , где — текущая частота, — номинальная частота, определяемая при проектировании. На практике более удобным показателем является относительная нестабильность частоты генератора .

Рис. 1 Рис. 2

Высокая стабильность частоты нужна потому, что процесс формирования индивидуальных, групповых и линейных сигналов идет методом многократно­го преобразования частот (рис. 1). Такое многоступенчатое преобразование можно условно заменить однократным переносом частоты индивидуального сигнала в необходимую область частот линейного спектра F_Л.С с помощью од­ной виртуальной частоты f_В (рис. 2). При этом

Нестабильность частот на любой ступени преобразования приводит к от­клонению частота f_В относительно номинального значения.

Это, в свою очередь, приводит к изменению спектра полученного полезно­го сигнала. Как видно из рис.2, за счет нестабильности частоты f_В линейный спектр смещается по частоте на величину . С увеличением числа преобра­зований растет и сдвиг .

Самым простым методом, позволяющим существенно уменьшить отклонение виртуальной частоты, а следовательно, и сдвиг частот, является метод гармонической гене­рации, который состоит в формировании всех несущих частот от одного высокостабильного задающего генерато­ра (ЗГ) при помощи умножителей или делителей частоты (рис. 3).

Рис. 3

Для этого метода отно­сительная нестабильность любой несущей частоты равна относительной неста­бильности ЗГ.

Каждый индивидуальный сигнал подвергается преобразованию на стороне передачи и приема соответственно с виртуальными частотами и номинальные значения которых равны . Задающие генераторы на стороне передачи и приема не синхронизированы друг с другом, т.е. автономны, причем относительная нестабильность частоты этих ЗГ практически одинакова: . Это условие обычно выполняется, поскольку ГО на передающей и приемной сторонах строится по одной схеме.

зависит от т.е. от расположения сигнала в ли­нейном спектре, и от относительной нестабильности ЗГ. В худшем положении находятся сигналы, расположенные вблизи верхней частоты линейного спектра .

Значение максимально допустимого значения определяется экспериментальным путем. Для телефонии < 50 Гц, при этом сохраняются разборчивость и тембр речи.

Допустимая нестабильность частоты ЗГ опреде­ляется верхней частотой линейного спектра, которая, в свою очередь, зависит от числа каналов N, передаваемых в данной системе передачи. Чем больше N, тем выше и меньше допустимая нестабильность частоты.

Требование высокой стабильности уровней ГО определяется, в первую очередь, необходимым постоянством уровней контрольных частот, поскольку их изменение приводит к ложному срабатыванию устройств АРУ (автоматической регулировки уровня). Следует также стабилизировать и уровни несущих, так как в противном случае возможно существенное изменение рабочих затуханий преобразовате­лей частоты и, как следствие, недопустимо большое остаточное затухание кана­лов связи.