ТЕМА № 1 : ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ ВІЙСЬКОВИХ РАДІОСТАНЦІЙ.

ЗАНЯТТЯ №4 ПРИНЦИПИ ФОРМУВАННЯ ТЕЛЕГРАФНИХ РАДІОСИГНАЛІВ.

1. Характеристика і принцип формування АТ р/сигналів (А-1) - 15 хв.

 

При амплітудній маніпуляції (АТ) пропорційно дискретному сигналу змінюється амплітуда високочастотного сигналу.

Спектр АТ р/сигналів залежить від швидкості телеграфування і може бути визначенний по формулі Fат = (3...5)N(Гц) ,де N - швидкість телеграфування в бодах. Р/сигнали АТ одні із самих вузькосмугових. При реальних при реальних швидкостях телеграфування N=(15..20)бод :

DFат=(3...5)*N=(3...5) (15...20)=(45-100) Гц.

Телеграфні р/сигнали АТ знаходять широке використання в су­часних р/передавачах будь-якого діапазону частот. В прийомі телеграфних р/сигналів АТ приймають участь органи слуху оператора, що забезпечує високу вибираємість прийому і дозволяє вести при­йом при значному рівні завад. До цього слідує добавити простоту технічних методів формування АТ р/сигналів. Суть цих методів зво­диться до того, щоб передавач був закритий, коли первинний сиг­нал відсутній ( пауза) і був відкритий при наявності первинного сигналу ( на життя ). Закривання і відкривання передавача проходить з допомогою телеграфного ключа або спеціального датчика коду Морзе ( наприклад Р-010 ), які поширюють запирання або відкривання напруги на один або декілька каскадів передавача. Необхідність запирання декількох каскадів пояснюється тим, що у паузах між телеграфними повідомленнями не повинно бути “просвічування” коливань високої частоти в антену через паразитні міжкаскадні зв'язки.

Не дивлячись на те, що р/сигнали АТ можуть бути сформовані в будь-якому каскаді передавача, найбільш часто це проходить в блоці формування сигналів збуджувача, при цьому ті ж самі елементи, які використовуються для видів р/сигналів.

 

2. Характеристика і принцип формування ЧП і ПЧТ р/сигналів (Г1-Г6)-25 хв.

 

При частотній маніпуляції (ЧТ) і подвійній частотній маніпуляції ( ПЧТ ) пропорційно дискретним первинним сигналом Uf1(t) і Uf2(t), скачком змінюється частота високочастотного коливання, приймаючи два ( при ЧТ) або чотири ( при ПЧТ ) дискретних значення, що відрізняються один від одного на деяку величину fc, яку називають частотним зсувом.

Звичайно величину частотного зсуву при ЧТ складає 125, 200, 250,400,500, 800, 1000 і 6000 Гц, а при ПЧТ- 200, 250, 400,500, 800 і 1000 Гц.

Рис.2. Графік первинних сигналів в р/сигналів при ЧТ і ПЧТ.

 

У випадку одноканальної роботи (ЧТ) частота приймає два значення : або fб при передачі безструмового (“0”) повідомлення або fв при передачі струмового (“1”) повідомлення.

Спектр р/сигналів ЧТ і ПЧТ залежить від швидкості телеграфування і від величи частотного зсуву : чим більша швидкість телеграфування N ( в бодах ), тим більшим повинен бути частотний зсув і тим широкий спектр р/сигналу. Ширина спектру р/сигналу ЧТ може бути визначена по слідуючій формулі : fчт=(3...5)N+fс,

а р/сигналів ПЧТ по формулі : fпчт=(3...5)N+3, де N-швидкість телеграфування в бодах ; fс — частотний зсув в Гц.

Телеграфні, р/сигнали з частотною маніпуляцією можна розглядати як частковий випадок модуляції, коли замість неперервного модулюючого сигналу використовуються дискретні первинні сигнали. По аналогії, з ЧМ можна ввести поняття девіації частоти, тобто відхилення частоти від середнього значення під дією первинного сигналу.

Девіація частоти ЧТ сигналу з частотним зсувом визначається слідуючим очевидним співвідношенням :

fчт =(fв-fб)/2=fс /2

а для р/сигналів ПЧТ :

fпчт =(fг-fа)/2=3fс /2 =3fчт

На відміну від ЧМ р/сигналів стабільність частоти ЧТ ( ПЧТ) р/сигналів повинна бути високою. Для формування цих сигналів ви­користовують кварцові АГ, в яких з допомогою конденсаторів зсуву дискретно міняють частоту. На мал.З, зображена схема, реалізація даного принципу формування сигналів ПЧТ.

Мал.3. Схема формування ПЧТ р/сигналів.

Якщо в розглядуваній схемі на оба телеграфні входи по­даються безструмові повідомлення, тобто Uf1=0 і Uf2=0, то обидва діода D1 і D2 відкриті, так як до цих діодів прикладена додатна напруга від джерела +Е, опір діодів близький до нуля і обидва конденсатори зсуву Сс1 і Сс2 гпідключені до контуру АГ. Частота коливань буде найменшою і рівною :

Якщо ж Uf1=0 ,а Uf2=0,то тоді діод D1 і далі буде відкритий, а D2 закривається за рахунок подачі на нього додатньої напруги телеграфного повідомлення. Закритий діод D2 має великий внутрішній опір, що рівносильно розриву кола, а значить, відключенню від контуру конденсаторів зсуву Сс2. Частота коливань збільшиться і стане рівною :

При Uf1=1 і Uf2=0 діод D1 закривається , а діод D2 відкривається , в результаті чого до контуру АГ підключається тільки конденсатор Сс2 і частота приймає значення :

Якщо ж на обидва входи одночасно поступлять струмові повідомлення , тобто Uf1=Uf2=1, то обидва діода закриваються , а значить, обидва конденсатора зсуву Сс1 і Сс2 відключаються від контуру АГ , його частота стає максимальною і рівна :

Недоліком даного методу слідує рахувати необхідність мати стільки парних груп конденсаторів зсуву, скільки частотних зсувів використовується в даному передавачі.

Із розглянутого вище прикладу видно, що формування ПЧТ р/сигналів зводиться до формування чотирьох дискретних частот з інтервалом :. Іншими словами, для формування сигналів ПЧТ необхідно синтезувати коливання чотирьох частот ( fа,fб,fв,fг) і в залежності від комбінації телеграфних повідомлень в 1 і 2 ка­налам комутувати коливання цих частот на вихід формуючого прис­трою. Спрощена схема, що реалізує даний метод, зображена на мал.4.

Мал.4. Схема формування ПЧТ р/сигналів.

Формування частот fа...fг— проходить шляхом перетворення час­тоти опорного генератора синтезатора fог. Схема управління, що забезпечує виділення одного з чотирьох коливань, представляє собою швидко перенастороюючий вузькосмуговий фільтр.

Додатна сторона цього методу - трудність, зв'язана з формуванням р/сигналів з різними частотними зсувами . Ліквідація цього недоліку робиться в більш складній схемі, яка використовується в збуджувачі “ Лазурь “ р/станціі Р-161. Така схема буде розглядатись в темі №5.

 

3. Характеристика і принцип формування телеграфних р/сиг­налів з відносно - фазовою маніпуляцією ( Г9)— ЗО хв.

 

При передачі дискретних сигналів методом фазової маніпуляції (ФТ) передаваєма інформація є у зміні фази високочастотного гармонійного коливання. Розрізняються два види фазової маніпуляції : абсолютна фазова маніпуляція (ФТ) і відносна фа­зова маніпуляція (ВФТ). При ФТ фаза високочастотного коливання змінюється на 180 градусів при зміні первинних телеграфних сигналів, тобто при переході від передачі "О"- до передачі “1” і навпаки. Сигнали ФТ досить просто формуються на передаючому кінці р/лінії, але практично не піддаються демодуляції на його прийом­ному кінці. Тому ФТ практично не використовуються.

При ВФТ зміна фази високочастотного коливання на 180 гра­дусів проходить тільки при передачі елементарного повідомлення, що відповідає логічному “0", і залишається незмінною при передачі логічної ”1''.

Uофт(t)
UF(t)
t
t

 

 

Мал. 5. ВФТ р/сигнали.

На Мал.5а. зображений телеграфний первинний сигнал, а на рис. 56.- відповідний йому р/сигнал ВФТ. Щоб сформувати такий р/сигнал методами абсолютної фазової маніпуляції (ФТ), необхідно перетворити первинний телеграфний сигнал до такого виду який відповідав би формуємому ВФТ р/сигналу, але маніпуляцію. Такий перетворений первинний сигнал зображений на рис.5в. і називається перекодованим первинним телеграфним сигналом Uf(t).

І так для формування ВФТ р/сигналів необхідно з початку перекодувати первинний телеграфний р/сигнал, а потім здійснювати абсолютну фазову маніпуляцію.

Перекодування звичайно здійснюється в кінцевій апаратурі або в спеціальному додатковому пристрої поза р/передавача, тобто на вхід блоку формування сигналів збуджувача поступають перекодовані телеграфні сигнали.

Одна з можливих схем, що забезпечує перекодування первинних телеграфних сигналів представлена на мал.6.

Мал.6. Схема перекодування первинного телеграфного сигналу.

Схема складається з трьох елементів ,схеми “і” і Т-тригера з динамічним входом. Розглянемо роботу схеми скориставшись часовими представленнями сигналів, діючих його точках.

На вхід інвертора від кінцевої апаратури подаються первинні телеграфні сигнали Uf(t) (рис.7а).Інвертовані телеграфні сигнали Uf(t( рис 7б. ) поступають на один з входів схеми "і", а на другій - послідовність тактових імпульсів, синхронізованих з елементарними телеграфними повідомленнями U1 ( рис. 7в.). Як відомо, на виході схеми “і'' напруга рівна “1” в тому випадку, якщо на обох виходах низькі рівні "1'' ( рис. 7г).)

Рис.7. Часові характеристики сигналів при перекодуванні.

 

Кожний вхідний імпульс послідовності U2 змінює стан тригера, і на його прямому виході формується імпульсна послідовність U3 ( рис.7д ), що являє собою перекодований сигнал. Одночасно на інвертованому виході тригера формується інвертований телеграфний сигнал U3 ( рис. 7е ), який також необхідно для формування р/сигналів ВФТ.

Другий стан формування р/сигналів ВФТ здійснюється в збуджувачі шляхом фазової маніпуляції гармонійного високочастотного коливання з частотою fo перекодованими телеграфними сигналами U3 і U3. Структурна схема пристрою, що забезпечує абсолютну фазову маніпуляцію ( ФТ), представлена на рис. 8.

Рис. 8. Схема формування ВФТ р/сигналів.

 

Гармонійний сигнал високостабільної частоти fo від генерато­ра частот подається на вхід фазоінвертора, на виходах якого формуються два гармонійні коливання з частотою fo, зсунуті на 180 градусів. Кожне з гармонійних коливань підлягають амплітудній маніпуляції, здійсненою з допомогою двох ключів ( 1 і 2). Один з ключів управляється перекодованим телеграфним сигналом UЗ ( ключ 1 ), а другий інвертованим телеграфним сигналом UЗ (ключ 2). Ключі 1 і 2 використовуються тільки при управляючих напругах, рівних “1”, і закриваються при управляючих напругах, рівних “0”.Значить ключ 1 буде відкритий при передачі "І" в перекодованому сигналі, а ключ 2 - коли в перекодованому телеграфному сигналі передається “0” ( на інверсному виході перекодовуючого пристрою - "1"). При відкритих ключах гармонійні коливання подаються на вході суматора, а при закритих коливаннях на даному вході сумато­ра відсутні. Таким чином коливання на кожному вході суматора яв­ляє собою послідовність р/імпульсів, зміщених в часі одна віднос­но другої і маючи протифази високочастотних коливань. В сума­торі обі послідовності складаються, утворюючи р/сигнал з ВФТ, сформований на частоті fо.

Мал.9. Формування ВФТ р/сигналів.

 

Спектр ВФТ р/сигналів аналогічний спектру р/сигналів АТ, тобто fвфт=(3-5)*N , де N- швидкість телеграфування в бодах.

Звичайно швидкість телеграфування при ВФТ складає 300-500 бд, тому fвфт=900-2500 Гц. Розглянутий вид маніпуляції використовується в р/станції Р-16І.