vorobyev4-3.phtml

RadiobookA

радиолюбительский портал


 
Главная
Радиосвязь
Радиопередатчики
Телефония
Усилители
Телевидение
Радио-начинающим
Для дома и офиса
Антенны
Справочники
Программы для радиолюбителей
Радиолампы. Что вам в них?
Схемы принципиальные
Файловый архив
Полезные ссылки
Новости электроники
Карта сайта
 


Воробьев И. М. Оборудование и эксплуатация радиостанций

 

 

Глава 4. ОБОРУДОВАНИЕ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩИХ РАДИОСТАНЦИЙ

4.2. РАДИОСТАНЦИЯ 2Р20 («АНГАРА-1»)

Технические характеристики.

Приемопередающая радиостанция «Ангара-1», применяемая для организации симплексной телефонно-телеграфной радиосвязи, выполнена на транзисторах и интегральных микросхемах (носимая 2Р20Н-1 и базовая 2Р20С-1). Радиостанция работает в однополосном режиме J2E или J3E с излучением спектра верхней боковой полосы частот, полностью подавленной несущей в передатчике и независимым восстановлением несущей в приемнике.

Радиостанция имеет следующие технические характеристики:

пиковая мощность на активной нагрузке 50 Ом во всем диапазоне частот не менее 10 Вт;

диапазон рабочих частот 1,6 ...8,0 МГц, шаг сетки частот — 100 Гц;

допустимое отклонение частоты ±2,5- Ю-6;

подавление нижней боковой полосы частот не менее 40 дБ;

подавление побочных излучений не менее 40 дБ;

чувствительность приемника при отношении сигнал/шум 12 дБ не хуже 1,2 мкВ;

избирательность приемника: по соседнему каналу (измеренная двумя сигналами) не менее 60 дБ; по побочным каналам приема не менее 70 дБ; интермодуляционная не менее 60 дБ;

электропитание: от генератора ГИП-5ХД2 напряжением 12,6 В; от аккумуляторной батареи 10ХКНПЗ-7, потребление энергии 35 Вт при передаче и 4 Вт при приеме; от сети переменного тока напряжением 220±22 или 127±13 В и частотой 50 Гц, потребление энергии 120 Вт при передаче и 35 Вт при приеме;

работоспособна при температуре окружающей среды от —30 до +50 "С, а также при температуре +35 СС и относительной влажности до 98%;

76


допускается непрерывная работа на передачу не более 15 мин, на прием (дежурный прием) не более 120 мин;

габариты приемопередатчика (без крышки) 255X209X69 мм, аккумуляторного блока 255X209X55 мм, сетевого блока питания 255X209X69 мм, ГИП-5хЛ2 560X200X200 мм (в чехле):

общая масса всех блоков 45 кг.

Радиостанция работает на следующие антенны: штырь высотой 1,8 м, наклонный луч с противовесом 17 м, симметричный горизонтальный вибратор с длиной вибраторов по 20 м и высотой подвеса 16 м.

Состав блоков радиостанции.

Приемопередатчик выполнен по трансиверной схеме (рис. 4.1)—в приемнике и передатчике применяются общие блоки. Блоки, работающие только при передаче сигналов, даны сплошной, только при приеме — штриховой, а общие для передачи и приема — сплошной и штриховой линиями. Системой коммутации осуществляется: выбор рода работы; переход с передачи на прием, регулировка громкости приема сигналов, включение питания радиостанции.

Структурная схема.

Питание радиостанции (рис. 4.2) +12,6 В производится через переключатель S2 и контакты реле Ра. На усилитель мощности радиопередатчика напряжение +12,6 В при нажатой тангенте микротелефона подается через контакты 5 и 6 реле Р4, минуя переключатель 52 и контакты блокировки питания, на остальные каскады — через контакты 2 и 3 реле Ра.

При отжатой тангенте через контакты / и 2, 4 и 5 реле Р4 напряжение питания подается на каскады радиоприемника. Диод Д6 устраняет скачки напряжения, возникающие на обмотке Р4 при размыкании контактов тангенты. Если допущено нарушение полярности подключения аккумуляторной батареи, то через диод Д7 потечет большой ток, что вызовет перегорание предохранителей и защиту каскадов радиостанций от измененной полярности источника питания.

Тракт передачи сигналов.

Спектр однополосного сигнала формируется методом последовательных преобразований. Если переключатель StS2 Pod работы установлен в положение ТЛФ (ТЛФ АРУ), то сигнал звуковой частоты с микрофонного усилителя (МТ) поступает на балансный модулятор БМ радио-

77



передатчика через фильтр нижних частот ФНЧ2, который ослабляет радиочастотные наводки с антенны передатчика.

На второй вход БМ подается напряжение частотой U = = 500 кГц из синтезатора частот. Двухполосный сигнал с частично подавленной несущей с выхода БМ поступает на электромеханический фильтр ЭМФ2, которым выделяется спектр нижней боковой полосы частот 496,6 ... 499,7 кГц и подавляются остаток несущей и спектр верхней боковой полосы частот.

С выхода ЭМФ2 спектр нижней боковой полосы частот подается на усилитель промежуточной частоты УПЧ и далее на преобразователь Пр4, к которому подводится также напряжение гетеродина частотой f2~10197,1 ...10207 кГц. С выхода Пр4 спектр сигнала поступает на кварцевый полосовой фильтр ПФг, которым выделяется спектр с полосой частот 10697,1 ... 10707,0 кГц (средняя частота 10,7 МГц). Этот спектр частот после ПФ3 подается на преобразователь Прз. На второй вход Пр3 поступает напряжение гетеродина /i в полосе частот 12,3 ... 19,70 МГц через эмит-терный повторитель ЭП.

Преобразователь Пр3 нагружен на фильтр нижних частот ФНЧи которым выделяется спектр частот в полосе 1,6 ...8,0 МГц, являющийся рабочим диапазоном передатчика. Фильтр имеет частоту среза 8,5 МГц. Сигнал на рабочей частоте передатчика fnep=f1—-f2f3 усиливается в предварительном усилителе ПУ.

Сформированный спектр частот однополосного сигнала подается на усилитель мощности УМ, где усиливается до 10 Вт, затем через контакты реле P1 и Р2 поступает на антенный фильтр нижних частот АФН, в котором высшие гармоники сигнала подавляются до требуемой величины. Далее через контакты реле Р3 сигнала подается на согласующее антенное устройство САУ.

В САУ осуществляется согласование 50-омного выхода передатчика с реактивным сопротивлением антенны. Посредством изменения коэффициента трансформации устанавливается оптимальная связь с антенной, а согласование выхода передатчика с антенной осуществляется антенным контуром, состоящим из катушки переменной индуктивности L (плавная настройка) и группы переключаемых конденсаторов С (грубая настройка). Радиочастотные колебания после САУ проходят через индикаторное устройство, размещаемое в блоке УЗЧ2 приемника. Оптимальная настройка антенного контура контролируется с помощью датчиков тока и напряжения. Напряжения с датчиков суммируются на общей нагрузке и подаются на семь ячеек светодиодов, срабатывающих от разных уровней напряжений. Добиваются загорания максимального числа светодиодов.

Для подключения к несимметричному выходу передатчика симметричного вибратора к радиостанции придается симметрирующий трансформатор. При отключенном САУ выход передатчика непосредственно через АФН соединяется с антенной.

79


Первоначально переключатель SiS2 Род работы устанавливается в положение Настройка, при котором на вход передатчика из синтезатора частот поступает сигнал с частотой 1000 Гц. В этом положении и осуществляется настройка САУ. В положении ТЛГ (ТЛГ АРУ) на вход передатчика также подается напряжение частотой 1000 Гц.

Манипуляция сигнала производится телеграфным ключом через манипулятор телеграфных сигналов (МТС) в каскаде УПЧ передатчика. В МТС осуществляется скругление фронтов сигнала, способствующего сужению полосы частот, излучаемой радиопередатчиком.

При телефонной работе — режим «ТЛФ» («ТЛФ АРУ») — напряжение частотой 1000 Гц через переключатель Si со входа передатчика снимается, а подключается сигнал с микрофонного усилителя микротелефона.

Для сохранения усиления в цепи передатчика, как в паузах между словами, так и при телеграфной работе, применяется система АРУ, напряжение которой с выхода УМ подается на каскады УПЧ и БМ.

Тракт приема сигналов.

При размыкании контактов тангенты радиостанция переключается на прием сигналов корреспондента. Реле Р^ контактами 1—2 м 4—5 переключает напряжение +9 В со стабилизатора на каскады приемника. Принятые сигналы через САУ, настройка которого была осуществлена при работе передатчика, АФН, контакты реле Pi поступают на аттенюатор AT. В АФН ослабляются сигналы на частотах побочных каналов приема. Аттенюатор, выполненный в виде делителя напряжения со ступенчатой регулировкой ослабления 0, 10, 20 и 30 дБ, улучшает прием при наличии сигналов большого уровня (снижает вероятность появления перекрестной модуляции). Ступенчатая ручная регулировка усиления (РРУ) сигнала осуществляется также в каскадах усилителя промежуточной частоты.

После AT сигнал подается на вход полосового фильтра ПФ2 с полосой пропускания 1,6...8 МГц. Фильтром ПФ2 подавляются передачи радиовещательных станций, работающих на частотах ниже 1,6 и выше 8,5 МГц, а также на частоте зеркального канала 23 МГц.

Особенностью радиоприемника является то, что его вход широкополосный, неперестраиваемый, т. е. не содержит цепей преселектора, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала. В приемнике используются те же частоты гетеродинов из блока синтезатора частот, что и при работе радиопередатчика.

Сигналы, прошедшие ПФ2, смешиваются в преобразователе Прх с частотой первого гетеродина fi= 12 300 ... 19 700 кГц. Нагрузкой Прх является кварцевый фильтр ПФ3, которым выделяется спектр сигнала первой промежуточной частоты с полосой 10 697,1 ... 10 707,0 кГц.

80


В преобразователе Пр2 частоты второго гетеродина f2 = = 10 197,1 ... 10 207 кГц и первой промежуточной частоты преобразуются во вторую промежуточную частоту (средняя частота 500 кГц). Преобразователь Пр2 нагружен на электромеханический фильтр ЭМФи которым выделяется спектр сигнала с полосой частот 496,6 ... 499,7\кГц. Этот спектр сигнала усиливается усилителем УПЧх, а для повышения избирательности радиоприемника по соседнему каналу дополнительно пропускается через ЭМФ2. Основное усиление радиоприемника обеспечивается в УПЧ2, который усиливает сигнал до величины, необходимой для детектирования его в демодуляторе ДМ.

При приеме однополосного спектра частот несущая частота восстанавливается в радиоприемнике при подаче на ДМ напряжения третьего гетеродина f3=500 кГц, точно синхронизированного по частоте с подавленной несущей в передающем тракте линии радиосвязи. Точная синхронизация несущих радиоприемника и радиопередатчика обеспечивается высокой стабильностью частот радиостанций на обоих концах линии радиосвязи (применение синтезаторов частот).

Спектр частот 496,6 ... 499,7 кГц, смешиваясь в ДМ с частотой 500 кГц, образует суммарный и разностный спектры частот. Все высокочастотные продукты демодуляции отфильтровываются простейшим фильтром PC. Разностный спектр частот 300 ... 3400 Гц поступает на предварительный усилитель звуковой частоты УЗЧХ, откуда через ручной регулятор громкости РРГ поступает в блок УЗЧ2 радиостанции и на выход радиоприемника.

В радиоприемнике применяется усиленная АРУ с установленным порогом срабатывания. Сигнал с УЗЧХ усиливается усилителем АРУ и детектируется детектором АРУ. Постоянная времени АРУ выбрана равной 1 с для сохранения усиления приемника постоянным в паузах между словами. Напряжение АРУ через разделительный диод Д2 подается на каскады УПЧ] и УПЧ2, а через Д\ на преобразователи Пр1 и Пр2. Прием сигналов телефонных или телеграфных радиосвязей может осуществляться с АРУ и без АРУ. При приеме сигналов с классом излучения J2E ширина полосы частот пропускания приемника по звуковой частоте сужается, при этом переключателем Род работы в цепь УЗЧХ приемника включается корректирующая цепочка.

Для устранения переходных процессов при переключении с приема на передачу и наоборот используются электронные ключи Клу и Кл2, через которые напряжение —6,5 В поступает на Пр4 передатчика, запирая его при приеме сигналов, или в цепь АРУ Пр\ и Пр2 приемника, запирая их при работе передатчика.

Структурная схема и принцип работы синтезатора частот.

В синтезаторе частот радиостанции «Ангара-1» (рис. 4.3) создаются необходимые для работы передатчика и приемника следующие напряжения частот:

81


fi=12300 ... 19700 кГц с шагом сетки частот 10 кГц;

f2=10 197,1 ... 10 207,0 кГц. с шагом сетки частот 100 Гц;

f3 = 500 кГц и f4=1000 Гц.

Рабочая частота передатчика или приемника устанавливается декадными переключателями Si—S5 при условии выполнения равенства частот fПер=fпр=f1 - f2 -f3

В состав синтезатора частот входят тракты: опорных частот, сетки частот f1, сетки частот f2 и стабилизатор напряжения питания.

В тракте опорных частот формируются высокостабильные частоты fo—10 МГц, f3 = 500 кГц, f4=1000 Гц и создается напряжение смещения UCM, равное (—6,5+1,5) В. Источником высокостабильной частоты f0=10 МГц является кварцованный генератор Гкв, управляемый напряжением со схемой температурной компенсации в диапазоне рабочих температур.

Колебания Гкв подаются на преобразователь Пр тракта сетки частот f2 и на формирователь импульсов ФИ, необходимый для работы делителя с фиксированным коэффициентом деления ДФКД. Последний состоит из четырех декад и делит последовательность импульсов до частоты следования 1000 Гц с длительностью выходных импульсов 200 мкс. Эта последовательность импульсов поступает на импульсно-фазовые детекторы ДИФ1 и ДИФ2.

Меандр частоты 1000 Гц с ДФКД подается на фильтр нижних

82


частот ФНЧ, где прямоугольная форма импульсов превращается в синусоидальную и далее используется как вспомогательная частота f41000 Гц для настройки и манипуляции передатчика.

Напряжение третьего гетеродина частотой f3=500 кГц получается при делении высокостабильной частоты fо=10 МГц на 20 и снимается с одного из выходов второй декады ДФКД. Постоянное отрицательное напряжение смещения Uсм= —6,5+1,5 В образуется при детектировании колебаний частотой 500 кГц.

В тракте сетки частот f1 формируется напряжение первого гетеродина в полосе частот 12300 ... 19700 кГц с шагом дискретной сетки частот 10 кГц. Частоты вырабатываются в управляемом напряжением генераторе ГУН1. Диапазон частот, генерируемых ГУН1 разбит на 8 поддиапазонов (12 300... 12 700; 12 700... 13 700... ... 18 700 ... 19 700 кГц). Изменение поддиапазонов ГУН1 осуществляется путем электронной коммутации катушек индуктивности контура переключателем S1.

Частоты колебаний ГУН1 предварительно делятся на 20 и в полосе частот 615... 985 кГц поступают на делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД1. Коэффициент деления ДПКДх 1230... 1969 устанавливается переключателями S1 S2 и S3 через дешифраторы ДШ1 ДШ2, ДШ3 так, чтобы их положение обеспечивало необходимую рабочую частоту радиостанции.

В ДИФ\ сравниваются фазы колебаний, поступающих с ДПКД1 и ДФКД (вспомогательная частота 1000 Гц). На выходе ДИФ{ образуется управляющее напряжение, пропорциональное разности фаз сравниваемых импульсов. Управляющее напряжение подается на нелинейный фильтр нижних частот НФНЧ1. Фильтр ослабляет помехи с частотой повторения импульсов ДПКД1 и выполнен нелинейным для сохранения полосы захвата фазовой автоподстройки частоты.

Управляющее напряжение с НФНЧ1 поступает на варикапы, изменяется их емкость, что вызывает перестройку частоты ГУН1 в пределах каждого поддиапазона таким образом, что /i = = fопN, где N — коэффициент деления тракта сетки частот f1; fon вспомогательная опорная частота, равная 1000 Гц.

В тракте сетки частот f2 формируется напряжение второго гетеродина в полосе частот 10 197,1 ... 10 207,0 кГц с шагом дискретной сетки частот 100 Гц.

В генераторе, управляемом напряжением ГУН2, применена кварцевая стабилизация частоты. Перекрытие полосы частот 10 197,1 ... 10 207,0 кГц достигается с помощью катушки индуктивности и варикапов, включенных последовательно с кварцевым резонатором.

Колебания ГУН2 с частотой f2 подаются на преобразователь, где они смешиваются с частотой опорного генератора /о, равной 10 МГц. На выходе преобразователя в широкополосном резонансном контуре выделяется разностная полоса частот 197,1 ... 207 кГц

83


(f=f2—/о). Эта полоса частот поступает в делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД2 первоначально на 10, затем на 2 и далее в импульсно-фазовый детектор ДИФ2.

В ДИФ2 сравниваются фазы импульсов, поступающих с ДПКД2 и с ДФКД (высокостабильная частота 1000 Гц). На выходе ДИФ2 вырабатывается управляющее напряжение, пропорциональное разности фаз сравниваемых импульсов.

С выхода ДИФ2 управляемое напряжение через нелинейный фильтр нижних частот НФНЧ2 изменяет емкости варикапов и перестраивает частоту ГУН2.

Установка частот в тракте сетки частот f2 осуществляется переключателями S4 и S5 через дешифраторы ДША и ДШ5. Таким образом, в зависимости от положения переключателей S1 S5 изменяются коэффициенты деления ДПКДх и ДПКДч и на выходе генераторов ГУН1 и ГУН2 образуются частоты, кратные шагу перестройки, а также выполняется условие fnep=fm>=f\-f2-/f3.

Усилитель мощности.

Усилитель мощности обеспечивает получение на выходе передатчика радиостанции мощности не менее 10 Вт на активном сопротивлении антенны 50 Ом. Состоит он из предварительного усилителя, оконечного каскада и системы АРУ.

Усилитель звуковой частоты.

В блоке УЗЧ2, выход которого является выходом приемника, размещены индикаторное устройство настройки САУ передатчика и индикаторное устройство разряда батареи аккумулятора, представляющее собой пороговое устройство, срабатывающее при понижении напряжения питания до 11 В (загорается светодиод).

Переходное устройство.

Переходное устройство состоит из переключателя Прием — Передача, схемы прослушивания телеграфной работы, розетки для подключения к радиостанции микротелефонной трубки МТ, розеток для подключения телеграфного ключа и головных телефонов. Переключатель в положении Прием подключает головные телефоны к выходу приемника, отключая их от схемы прослушивания.

Агрегат электрический ГИП-5хЛ2.

Агрегат представляет собой генератор с ручным приводом и встроенным стабилизатором напряжения. При вращении рукоятки генератора со скоростью около 60 об/мин стабилизатор выдает напряжение 12,6 В при токе 2 А. Для подзарядки аккумуляторов генератор не применяется.

Блоки питания.

Сетевой блок питания предназначен для питания стационарной радиостанции от сети переменного тока напряжением 220 В. При питании радиостанции от сети прием сигналов может осуществляться на громкоговоритель. В состав блока питания входят: сетевой трансформатор, выпрямитель, фильтр и стабилизатор напряжения. При питании от аккумуляторов используется аккумуляторный блок из десяти последовательно со-

84


единенных аккумуляторов КНПЗ-7 (напряжение батареи 12,5 В, емкость 7 А/ч). Дополнительный аккумуляторный блок питания состоит из пяти аккумуляторов 2HKTI-20V2 (напряжение батареи 12,5 В, емкость 20 А/ч).

Конструкция радиостанции.

Радиостанция выполнена в виде отдельных блоков: приемопередатчика, аккумуляторного и сетевого блоков питания, а также микротелефона с переходным устройством. На задней стенке шасси расположен разъем +12,6 В для подключения источников питания радиостанции. На левой боковой стенке шасси расположено гнездо (корпус) для подключения противовеса, заземления или второго вывода симметрирующего трансформатора антенны типа Симметричный вибратор.

Общие указания по эксплуатации.

Основным видом работы радиостанции является телефонный режим. Телеграфный режим используется как вспомогательный, когда работа в телефонном режиме затруднена из-за сильных радиопомех.

Рабочие частоты выбираются в зависимости от длины линии радиосвязи, времени суток и года (см. § 2.9). При длине линии радиосвязи до 50 км радиосвязь осуществляется на частотах 1,6... 2,2 МГц, свыше 100 км — на частотах 3,8 ... 5,2 МГц, весной и осенью во время захода и восхода солнца, а также ночью на частотах 3,2... 4,2 МГц. Зимой в полдень используется частота 8 МГц, а в период восхода и захода солнца 4,5 ... 5,5 МГц, ночью 2,2 ...2,8 МГц.

Оптимальный выбор частот позволяет вести радиосвязь на расстоянии до 200 ... 400 км.

В случае приближения грозы рекомендуется немедленно прекращать работу и заземлять антенну. Во время грозы нельзя находиться около антенны, особенно в полевых условиях.

Подготовка радиостанции к работе. Перед включением питания радиостанции проверяют: подключение заземления, исправность предохранителей, подключение микротелефона и головных телефонов, наличие телеграфного ключа, подключение антенны, правильность установки рабочей частоты.

При питании радиостанции от аккумуляторных батарей переключатель S1S2 Род работы устанавливают в положение Настройка, при этом в головных телефонах должны прослушиваться шумы, уровень которых регулируется регулятором Громкость. Индикатор Разр. аккум гореть не должен, при загорании индикатора работать на радиостанции не разрешается, так как это приводит к порче аккумуляторной батареи.

При работе от сети переменного тока переключатель S1S2 устанавливают в положение Настройка, на сетевом блоке питания включают тумблер Сеть вкл. Если в головных телефонах прослушиваются шумы и не горит индикатор, то приступают к настройке радиостанции. Рабочую частоту устанавливают в соответствии с графиком работы линии радиосвязи при выключенном

85


питании передатчика. После установки рабочей частоты передатчика переключатель Род работы переводят в положение Настройка, а переключатель Связь — Грубо согласующего антенного устройства— в одно из десяти положений и нажимают тангенту микротелефона. Ручкой настройки САУ Плавно добиваются согласования параметров антенн с волновым сопротивлением усилителя мощности передатчика по загоранию на табло максимального числа светодиодов. Настройку САУ проверяют и при других положениях переключателя Связь — Грубо.

Затем переключатель Род работы устанавливают в положение ТЛФ или ТЛГ, свечение светодиодов прекращается и появляется только при модуляции с микротелефона или при нажатии телеграфного ключа. Тангенту отжимают, включается приемник и в головных телефонах или громкоговорителе прослушиваются шумы. При этом Аттенюатор устанавливают в положение максимальной чувствительности приемника. По желанию прием сигналов с АРУ или без АРУ может быть установлен переключатель Род работы. При наличии помех рекомендуется работа без АРУ. При наличии большого уровня сигнала от корреспондента Аттенюатор переключают в положения 2, 3 и 4, что улучшает качество приема сигналов и снижает уровень помех. Радиостанция подготовлена к работе. По окончании сеанса связи переключатель Аттенюатор должен быть возвращен в положение 1.

Во избежание выхода из строя не допускается использовать сетевой блок питания для зарядки аккумуляторов, а также превышать время непрерывной работы передатчика свыше 15 мин (включая настройку, работу на ключе и др.).

далее

 

Немного рекламы