Глава 3. Радиопередатчик

Схема и конструкция радиопередатчика зависят от различных факторов: назначения, диапазона рабочих частот, мощности и т.д. Тем не менее можно выделить некоторые типовые блоки, которые однако имеются в большинстве передатчиков.

Структура передатчика (рис. 6) определяется его основными общими функциональными возможностями, к которым относятся:

§ получение высокочастотных колебаний требуемой частоты и мощности;

§ модуляция высокочастотных колебаний передаваемым сигналом;

§ фильтрация гармоник и прочих колебаний, частоты которых вы­ходят за пределы необходимой полосы излучения и могут создать помехи другим радиостанциям;

§ излучение колебаний через антенну.

Рис. 6. Структурная схема радиопередатчика

Задающий генератор, служит для получения высокочастотных колебаний.

Синтезатор частоты преобразует частоту колебаний опорного генератора, которая обычно постоянна, в любую другую частоту, которая в данное время необходима для радиосвязи или вещания. В отдельных случаях синтезатор частоты не нужен, например, если генератор непосредственно создает колебания нужной частоты.

Промежуточный усилитель высокой частоты, следующий за синтезатором, необходим по следующим причинам:

§ благодаря промежуточному усилителю с достаточно большим коэффициентом усиления от опорного генератора и синтезатора не требуется значительной мощности;

§ применение промежуточного усилителя между синтезатором и мощным усилителем ослабляет влияние на генератор и синтезатор возможных регулировок в мощных каскадах передатчика и в антенне.

Усилитель мощности увеличивает мощность радиосигнала до уровня, определяемого требованиями системы радиосвязи.

Выходная цепь служит для передачи усиленных колебаний в антенну для обеспечения условий максимальной передачи мощности.

Модулятор служит для модуляции несущих высокочастотных колебаний передатчика передаваемым сигналом. Для этого модулятор воздействует в зависимости от особенностей передатчика и вида модуляции (амплитудная, частотная, однополосная и др.) на один или несколько блоков из числа обведенных пунктиром на рис.

Устройство электропитания обеспечивает подведение ко всем блокам токов и напряжений, необходимых для нормальной работы входящих в их состав транзисторов, ламп и прочих элек­тронных элементов, а также систем автоматического управления, устройств защиты от аварийных режимов и прочих вспомогательных цепей и устройств.

Глава 4. Радиоприёмник

В соответствии с занимаемым в радиоканале местом радиоприемное устройство должно обеспечивать выполнение следующих основных функций:

§ выделение полезного сигнала из смеси с шумом или другими мешающими сигналами;

§ усиление полезного сигнала;

§ ослабление мешающего действия помех, присутствующих в спектре воспринимаемых электромагнитных колебаний;

§ детектирование радиочастотных сигналов с целью формирования колебаний, соответствующих передаваемому сообщению. Помимо вышеперечисленных основных функций для многих современных радиоприемных устройств характерно выполнение дополнительных достаточно сложных операций, например:

§ частотное преобразование принимаемых радиосигналов с целью перенесения в область частот, где обеспечиваются наилучшие условия для их обработки;

§ изменение отдельных параметров радиоприемного устройства для достижения заданного или наилучшего качества его работы, т.е. адаптация при изменениях электромагнитной обстановки в месте приема, определяемой совокупностью воздействующих помех.

Рис.7. Функциональная схема радиоприёмника

В усилительно-преобразовательном блоке (УПБ) осуществляется выделение полезного сигнала из всей совокупности поступающих от антенны А сигналов и помех, не совпадающих по частоте с полезным сигналом, и усиление последнего до уровня, необходимого для нормальной работы последующих каскадов.

В информационном блоке (ИБ) осуществляется основная обработка принятого сигнала с целью выделения содержащейся в нем информации (демодуляция) и ослабление мешающего воздействия помех. При этом важнейшей задачей является выделение информации с максимальной достоверностью — так называемый оптимальный прием.

Гетеродинный блок (ГБ) преобразует частоту собственного или внешнего опорного генератора и формирует сетки частот, необходимые для работы преобразователей частоты в УПБ, следящих систем и устройств обработки сигнала в ИБ. Фактически гетеродинный блок представляет собой синтезатор частот.

Блок адаптации, управления и контроля (БАУК) позволяет осуществлять ручное, дистанционное и автоматическое управление режимом работы радиоприемного устройства и отражает качество его работы на специализированных индикаторах.

В оконечном устройстве (ОУ) энергия принятого сигнала используется для получения требуемого выходного эффекта — акустического (телефон, громкоговоритель), оптического (кинескоп, дисплей), механического (печатающее устройство).

Глава 5. Супергетеродинный радиоприёмник

Смысл слова супергетеродин заключается в том, что выделенный входным контуром высокочастотный сигнал сначала преобразуется в другую частоту, постоянную для данного типа приемника, а затем на этой, так называемой промежуточной частоте, производится усиление основного сигнала и ослабление мешающих. Благодаря постоянству промежуточной частоты в супергетеродине удается сравнительно простыми средствами получить высокую чувствительность и избирательность приемника.

Рис. 8. Структурная схема супергетеродинного приемника

Радиосигнал из антенны подаётся на вход усилителя высокой частоты, а затем на вход смесителя — специального элемента с двумя входами и одним выходом, осуществляющего операцию преобразования сигнала по частоте. На второй вход смесителя подаётся сигнал с локального маломощного генератора высокой частоты — гетеродина. Колебательный контур гетеродина перестраивается одновременно с входным контуром смесителя (и контурами усилителя ВЧ) — обычно конденсатором переменной ёмкости, реже катушкой переменной индуктивности (вариометром, ферровариометром). Таким образом, на выходе смесителя образуются сигналы с частотой, равной сумме и разности частот гетеродина и принимаемой радиостанции. Разностный сигнал постоянной промежуточной частоты (ПЧ) выделяется с помощью полосового фильтра и усиливается в усилителе ПЧ, после чего поступает на демодулятор, восстанавливающий сигнал низкой (звуковой) частоты.

Преимущества супергетеродина:

§ высокая чувствительность за счёт дополнительного усиления на промежуточной частоте;

§ высокая избирательность, обусловленная фильтрацией сигнала в канале ПЧ;

§ возможность принимать сигналы с модуляцией любого вида, в том числе с амплитудной манипуляцией (радиотелеграф) и однополосной модуляцией.