Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема № 4 «Тропосферные станции»
Занятие № 5 «Приемное устройство ТРС Р 412А»
сигнализации. - 10 мин.
|
1. Назначение, состав и основные технические характеристики-15 мин. Назначение. Приемное устройство станции предназначено для приема и обработки радиосигналов, поступающих по четырем независимым ветвям с одинаковым значением частоты и различием по поляризации от двух пространственно разнесенных антенн. Приемное устройство решает задачу резонансного выделения, усиления, преобразования частоты и фильтрации четырехкратно разнесенных сигналов с последующим сложением на промежуточной частоте и демодуляцией суммарного сигнала в двух режимах работы:
Основные тактико-технические характеристики. Общие характеристики:
В режиме приема ЧМ сигналов:
В режиме приема сигналов ЧТ
Состав. Приемное устройство состоит из одной стойки И279М и двух одинаковых блоков И246М. Стойка И279М содержит в себе элементы общего тракта приемного устройства. В ней размещены четыре одинаковых ветви разнесенного приема, в каждой из которых осуществляется двухкаскадное усиление сигнала на принимаемой частоте, первое преобразование частоты и предварительное усиление сигнала на промежуточной частоте fпч1=74 МГц. Стойка И279 называется входным устройством приемника. Последующая обработка четырехкратно разнесенных сигналов первой промежуточной частоты производится в блоке И246М, который состоит из двух независимых устройств, условно называемых приемником ЧМ сигналов и приемником сигналов ЧТ. В зависимости от режима использования станции с пульта управления исключается для работы один или другой приемник. Второй блок И246М является резервным. Стойки И279М состоит из двух одинаковых СВЧ блоков и двух блоков электропитания И279-I (основного и резервного). В каждом блоке СВЧ конструктивно объединены два идентичных тракта, содержащих двухкаскадный МШУ на туннельных диодах, фильтр зеркального канала (ФЗК), два циркулятора, смеситель и предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ). Приемник ЧМ сигналов, приемник сигналов ЧТ, блок питания И240-10 и элементы контроля, управления и сигнализации блока И246М конструктивно расположены на общем шасси с передней панелью. Приемник ЧМ содержит четыре кассеты УПЧ-ЧМ (по числу трактов разнесенного приема), кассету ЧМ демодулятора и кассету УНЧ. Кассеты связаны между собой и с блоком в целом через общее шасси с помощью низкочастотных разъемов. Высокочастотные соединения выполнены пайкой. Приемник ЧТ содержит четыре кассеты УПЧ-ЧТ и кассету демодулятора ЧТ, связи между которыми выполнены аналогично приемнику ЧМ. 2. Структурная схема приемного устройства ЧМ сигналов -25 мин. Приемное устройство ЧМ сигналов выполнено по супергетеродинной схеме с трехкратным преобразованием частоты. С целью компенсации влияния быстрых замираний в приемнике ЧМ сигналов применяется управляемое сложение на промежуточной частоте. Для каждого из четырех разнесенных сигналов в приемнике имеется свой тракт усиления, преобразования частоты, предварительной селекции и фазирования, подаваемых на управляемый сумматор. Сигналы, полученные на выходе схемы сложения, подвергаются обработке в одном общем тракте. В этом тракте осуществляется демодуляция суммарного ЧМ сигнала, фильтрация и усиление группового многоканального сигнала и согласование его с выходной нагрузкой 600 Ом. Для повышения пороговой чувствительности в ЧМ модуляторе применена ОСЧ. Усиление сигнала на принимаемой частоте, первое преобразование частоты, основное усиление сигнала первой промежуточной частоты осуществляются в общем для приемников ЧМ сигналов и сигналов ЧТ во входном устройстве И279М. Остальные операции по обработке принятых сигналов осуществляются в четырех однотипных кассетах УПЧ-ЧМ (по числу ветвей разнесения) и общей кассете демодулятора ЧМ. Фильтрация и усиление группового многоканального сигнала производятся в специальной кассете УНЧ. Все 6 кассет (вместе с кассетами приемника сигналов ЧТ размещаются в блоке И246М. Сигналы первой промежуточной частоты 74 МГц подаются на входы четырех кассет УПЧ-ЧМ с соответствующих выходов стойки И279М Фазирование сигналов в ветвях разнесенного приема осуществляется при втором преобразовании частоты. Используется принцип ФАПЧ напряжения второго гетеродина. Для повышения помехоустойчивости схемы фазирования в качестве опорного сигнала в каждой из ветвей приема применяется суммарный сигнал fпч3=8МГц, получаемый на выходе схемы сложения. На другой вход ЧД в каждой кассете УПЧ-ЧМ подается сигнал fпч3 данной ветви приема. Фазовращатели в цепи опорного сигнала обеспечивают поучение нулевого управляющего напряжения на выходе ФД при равенстве фаз опорного и фазируемого сигналов. С целью уменьшения влияния абсолютной нестабильности частоты второго гетеродина он выполнен в виде составного генератора. Напряжение второго гетеродина с частотой 31МГц получается на выходе смесителя, на который подается общее для всех четырех трактов напряжение кварцевого генератора 40 МГц и напряжение частоты 9МГц от управляемого кварцевого генератора, находящегося в каждой кассете УПЧ-ЧМ. При таком решении вопроса снижаются требования к ширине полосы схватывания системы ФАПЧ. Общий кварцевый генератор частоты 40 МГц размещен в кассете ЧМ демодулятора. Перед подачей на смеситель СМ2 сигнал второй гетеродинной частоты усиливается и фильтруется. Основное усиление и фильтрация в отношении сигналов станций, работающих на соседних частотах, осуществляются в приемнике на второй промежуточной частоте fпч2=43МГц. Частотная характеристика тракта формируется двумя фильтрами сосредоточенной селекции (ФСС). При расстройке на ±1МГц ослабление сигнала составляет не менее 40 дБ. Полоса пропускания при ослаблении на 3 дБ 680-750 кГц. Усиление на частоте fпч2осуществляется трехкаскадным усилителем. Коэффициент передачи 75 дБ. Для уменьшения пределов изменения напряжения сигнала на входе сумматора в кассетах УПЧ-ЧМ используется индивидуальная АРУ, действующая по суммарному напряжению сигнала и шума. Динамический диапазон системы АРУ не менее 60 дБ. При третьем преобразовании частоты в качестве третьего гетеродина применяется общий частотно-модулированный гетеродин ЧМ демодулятора с ОСЧ, размещенный в соответствующей кассете. Частота ЧМГ fг3=51МГц. Номинальное значение fпч3=8 МГц выбрано из условия получения необходимой величины узкой полосы пропускания при реализуемой добротности одиночных контуров, используемых в качестве резонансной нагрузки УПЧ3 в кассете ЧМ демодулятора. Названные контуры применяются как фильтры для выделения узкополосного ЧМ сигнала, получаемого на выходе СМ3 в результате действия в демодуляторе ОСЧ. Полоса пропускания фильтров выбрана в зависимости от загрузки высокочастотного ствола станции: в режиме работы тремя каналами ТЧ df=79кГц, в режиме работы шестью каналами ТЧ df=154кГц. Важно подчеркнуть, что АРУ тракта УПЧ поддерживает на выходе широкополосной части УПЧ3 неизвестный уровень напряжения смеси сигнала и шума, независимо от отношения сигнал/шум на выходе тракта УПЧ. Высококачественное напряжение на выходе управляемого каскада в плече сумматор стабильно сохраняет величину около 300 мВ. Что касается управляющего напряжения, то оно выделяется из смеси сигнала и шума за счет фильтрации в более узкой полосе. Напряжение на выходе узкополосной системы фильтрации, не охваченной действием АРУ, зависит от отношения напряжений сигнал/шум на выходе системы. При большом отношении сигнал/шум на выходе УПЧ напряжение на выходе системы фильтрации имеет максимальную величину, которая благодаря действию системы АРУ в тракте УПЧ при дальнейшем увеличении отношения сигнал/шум не изменяется. Величина этого напряжения пропорциональна коэффициенту передачи системы фильтрации в отношении синусоидального сигнала fпч3. При отсутствии сигнала высокочастотное напряжение на выходе системы минимально, пропорционально коэффициенту передачи системы и зависит от соотношения полос пропускания тракта УПЧ, в котором проявляется стабилизирующее действие АРУ, и узкополосной системы фильтрации, на выходе которой снимается напряжение управления. Промежуточные значения напряжения на выходе узкополосной системы фильтрации являются неодинаковыми и увеличиваются в зависимости от роста отношения напряжений сигнал/шум на входе УПЧ. С выхода амплитудного детектора У20 управляющее напряжение положительной полярности, пропорциональное отношению напряжений сигнал/шум на входе УПЧ, поступает на управляемый каскад плеча сумматора У12. Как уже указывалось, для повышения пороговой чувствительности в ЧМ демодуляторе приемника применена ОСЧ. Применение ЧМ демодулятора с ОСЧ позволяет снизить пороговую мощность сигнала на входе приемника при использовании в передатчике ШП частотной модуляции за счет уменьшения девиации частоты и сужения спектра частот при приеме. При этом условии в тракте УПЧ3 имеется возможность сузить полосу пропускания, что равносильно уменьшению полосы пропускания приемника в целом. Для стабилизации несущей частоты ЧМГ применена система АПЧ третьего гетеродина по частоте принимаемого сигнала, опирающаяся на схему ФД. Работа схемы основана на том, что крутизна фазовой характеристики ШП тракта УПЧ3 (до узкополосного усилителя У4 в блоке демодулятора ЧМ) меньше крутизны фазовой характеристики тракта на выходе узкополосного усилителя У4. В результате этого при отклонении частоты fпч3 от резонансной частоты узкополосного контура в усилителе У4 на выходе ФД схемы АПЧ появляется управляющее напряжение, изменяющее частоту третьего гетеродина в сторону, противоположному первоначальному отклонению. Опорный сигнал для схемы фазирования суммируемых сигналов снимается в кассете демодулятора ЧМ на выходе узкополосного тракта УПЧ3 с усилителя-ограничителя. Фазовращатель, включенный в тракт опорного сигнала, компенсирует фазовый сдвиг опорного сигнала в цепях усиления. Групповой многоканальный сигнал с выхода кассеты демодулятора подается на кассету УНЧ, в которой осуществляется его фильтрация, усиление и согласование с выходной нагрузкой 600 Ом. Измерительный уровень сигнала на нагрузке 600 Ом имеет норму -2.6 Нп. Структурная схема кассеты УПЧ-ЧМ В кассете выполняются следующие функции:
Структурная схема кассеты демодулятора ЧМ. В кассете выполняются следующие операции по обработке сигнала:
Модулятор ЧМ гетеродина имеет два противофазовых входа. Частота гетеродина изменяется прямо пропорционально разности напряжений, действующих на входах модулятора. Несущая частота ЧМГ 51 МГц, крутизна управления не менее 800 кГц-В. Один из входов частотного модулятора используется для первоначальной установки частоты ЧМГ при отсутствии модулирующего сигнала. Установка частоты производится изменением величины постоянного напряжения смещения с помощью потенциометра R14. На 2 вход частотного модулятора подается управляющее напряжение системы АПЧ. Система АПЧ ЧМ генератора предназначена для приведения несущей частоты суммарного сигнала на входе кассеты к резонансной частоте fо=8МГц узкополосных колебательных контуров, осуществляющих фильтрацию принимаемого сигнала. Схема АПЧ работает по принципу выявления погрешности несущей частоты входного сигнала с помощью частотного дискриминатора, выполненного по схеме ФД. Для формирования характеристики дискриминатора используется фазовая характеристика узкополосного контура УПЧ3, которая проходит через свое нулевое значение на резонансной частоте fо= 8 МГц. На один вход ФД (Д7 ,Д6) подается сигнал fпч3, действующий на выходе ШП усилительного каскада У1. На другой вход ФД тот же самый сигнал снимается с выходного каскада системы узкополосной фильтрации У8. В системе АПЧ этот сигнал проходит через усилитель У16, объединенный с фазовращателем на 90 град, и усиливается по напряжению и мощности в двухкаскадном усилителе опорного сигнала У15, Т10. При таких условиях напряжение на входе ФД = 0 только на резонансной частоте узкополосного контура в каскаде У4 (У5). При несовпадении частоты входного сигнала с резонансной частотой узкополосного контура на входе ФД снимается постоянное напряжение, величина и знак которого зависят от направления и величины расстройки. В результате управления частотой самовозбуждения ЧМ генератора У12 частота входного сигнала сближается с резонансной частотой узкополосного контура. Величина остаточной погрешности частоты определяется значением коэффициента автоподстройки схемы. Управляющее напряжение фильтруется на выходе ФД НЧ фильтром с полосой пропускания около 20Гц. Схема анализа СВЯЗЬ позволяет визуальным путем оперативно следить за состоянием приема сигнала корреспондента. Индикаторная лампочка связь включается на передней панели блока И246М при сигнале на вход приемника незначительно ниже пороговой величины. Схема работает по принципу анализа отношения напряжений сигнал/шум в тракте суммарного сигнала и выдает на вход порогового устройства У14 напряжение, пропорциональное этому отношению. Структурная схема кассеты УНЧ. Кассета УНЧ предназначена для фильтрации выходного сигнала кассеты демодулятора в полосе, соответствующей ширине спектра группового сигнала, а также усиления согласования выходного уровня сигнала и выходного сопротивления радиоприемника ЧМ сигналов с аппаратурой частотного уплотнения П303-ОБ. В состав кассеты входят два групповых фильтра нижних частот, каждый из которых используется в режиме работы шестью или тремя каналами ТЧ, и усилитель напряжения низкой частоты. 3. Структурная схема приемника ЧТ-20 мин. Приемное устройство сигналов ЧТ выполнено по супергетеродинной схеме с трехкратным преобразованием частоты. Для компенсации влияния быстрых замираний применяется управляемое сложением сигналов промежуточной частоты. Для каждого из 4 разнесенных сигналов в приемном устройстве сигналов ЧТ имеется свой тракт усиления, преобразования, предварительной селекции и фазирования сигналов, подаваемых на управляемый сумматор. Сигналы, полученные на выходе схемы сложения, подвергаются обработке в одном общем тракте. В этом тракте осуществляется преддетекторная фильтрация и анализ результатов детектирования. Усиление принятых сигналов, первое преобразование и основное усиление сигналов первой промежуточной частоты осуществляется в общем для приемников ЧМ сигнала и сигналов ЧТ входном устройстве - стойке И279М. Остальные функции по обработке принятых сигналов осуществляются в 4 кассетах УПЧ-ЧТ (по числу разнесенных сигналов) и в кассете демодулятора ЧТ. Все 5 кассет размещаются в блоке И246М (вместе с кассетами приемника ЧМ сигналов). На вход кассет УПЧ-ЧТ поступают сигналы первой промежуточной частоты стойки И279М. При втором преобразовании частоты осуществляется фазирование суммируемых сигналов. Для повышения помехоустойчивости схемы фазирования и в качестве опорного сигнала используется сигнал, полученный на выходе схемы сложения. С этой же целью второй сигнал, подаваемый на ФД, снимается с выхода канальных фильтров, обеспечивающих предварительную селекцию сигналов ЧТ. Основное усиление сигналов осуществляется по 2 промежуточной частоте, равной 5.5 МГц. Полоса пропускания УПЧ2 изменяется в соответствии со скоростью телеграфирования. При работе со скоростью 48000 Бод результирующая полоса пропускания равна 50 кГц. При работе с меньшими скоростями - 200 кГц. При третьем преобразовании в качестве гетеродинной частоты используется колебание одного, общего для всех четырех трактов гетеродина, размещенного в кассете демодулятора ЧТ. Номинально значение fпч3 = 1.6 МГц выбрано из условия возможности получения узкой полосы пропускания (fмин=16кГц) одиночных контуров канальных фильтров при реализуемом значении их добротности. Структурная схема кассеты УПЧ-ЧТ. В кассете выполняются следующие функции:
4. Органы управления, элементы контроля и сигнализации-10 мин. Система управления приемного устройства И246М обеспечивает включение и выключение узла электропитания И240-10, а также переключение режимов и видов работы. Все переключения в блоке И246И осуществляются дистанционно с пульта управления станцией. Включение и выключение электропитания может быть, при необходимости, произведено и с передней панели блока И246М. Схема контроля служит для проверки режимов наиболее важных узлов приемников ЧМ и ЧТ и величины питающих напряжений, поступающих из узла электропитания. Измерительные приборы и переключатели измерительных приборов являются общими, в зависимости от режима работы (ЧМ или ЧТ) они подключаются к контрольным точкам схемы одного или другого приемников. Схема сигнализации обеспечивает световую сигнализацию включения блока И246М и режима его работы (ЧМ или ЧТ). При неисправности в одном из 4 трактов разнесенного приема схема сигнализации включает на передней панели блока И246М лампочку НЕИСПРАВНОСТЬ соответствующего тракта. Специальная лампочка СВЯЗЬ сигнализирует о достаточности уровня суммарного ВЧ сигнала. Две сигнальные лампочки включены в цепях сигнализации исправности предохранителей сети. Напряжение трехфазной сети 220 В подается на узел питания И240-10 через контакты разъема Ш1, нормально разомкнутые контакты реле Р9 и плавкие предохранители Пр1 и Пр2, параллельно которым включены сигнальные неоновые лампочки Л8, Л9 с резисторами R45, R46. Переключение вида работы (3-х или 6-ти канальный режим приема ЧМ) и переключение скоростей приема дискретной информации осуществляются дистанционно с пульта управления. В 6-ти канальном режиме работы реле Р6 обесточено. Через нормально замкнутые контакты реле Р6 1-2 напряжение +6.3 В подается на кассеты приемника ЧМ через нормально разомкнутые контакты 2-3 реле Р6. Включение нужной скорости приема информации в режиме ЧТ осуществляется подачей напряжения +27 В на соответствующий контакт разъема Ш2 (контакты 12-15). В режиме 48 кБд при этом срабатывает реле Р16,в режиме 12 кБд - реле Р17. Оба реле коммутируют цепи напряжения +6.3 В в кассетах приемника ЧТ. Кроме того, напряжение +27 В поступает непосредственно в кассеты для коммутации реле. Система световой сигнализации НЕИСПРАВНОСТЬ содержит четыре каскада на триодах Т1-Т4 (по числу трактов приема), в коллекторное цепи которых включены обмотки реле Р1-Р4. Вход каждого из каскадов подключен к одному из трактов приемников ЧМ и ЧТ через развязывающие диоды Д10-Д11 ,Д12-Д13,Д14-Д15, Д16-Д17. При нормальной работе трактов на вход триода через диод подается напряжения около +3 В, реле Р1-Р4 срабатывают и размыкают цепи питания лампочек Л1-Л4. При появлении неисправности в тракте пороговая схема тракта снимает напряжение +3 В, реле обесточивается, в следствии чего от напряжения +27 В включается соответствующая лампочка НЕИСПРАВНОСТЬ. Одновременно на пульте управления станции от напряжения +27 В загорается соответствующий транспарант. Схема сигнализации СВЯЗЬ содержит каскад на триоде Т3, выполненный аналогично каскадам на триодах Т1-Т4. Питание +27 В на сигнальную лампочку СВЯЗЬ подается через нормально разомкнутые контакты реле Р5. В том случае, когда суммарный сигнал 3 промежуточной частоты недостаточен для нормальной обработки его в выходных устройствах приемника ЧМ (или приемника ЧТ), на выход триода Т5 подается нулевое напряжение. Закрытое состояние триода Т5 приводит к включению реле Р5, в следствии чего лампочка СВЯЗЬ не светится. Нулевое напряжение на эмиттере триода Т5 является в этом случае командой для остановки системы ДАПФ в приборе И139. Команда подается через контакт Ш2-4. При достаточном напряжении суммарного сигнала с приемника ЧМ (или ЧТ) через один из развязывающих диодов Д18 (или Д19) подается около +3 В, триод Т5 открывается, реле Р5 срабатывает и замыкает цепь питания лампочки СВЯЗЬ. Одновременно напряжение +27 В через развязывающий диод Д6 и контакт Ш2-Ш9 подается на пульт управления станции, где загорается соответствующий транспарант. С эмиттера триода Т5 подается на контакт Ш2-4 напряжение около +2 В, снимая команду остановки системы ДАПФ (система ДАПФ используется только в режиме ЧТ). Схема контроля прибора И246М содержит измерительные приборы ИП1-ИП5, расположенные на передней панели, переключатели В1 и В6 и реле Р11-Р14. Каждый из приборов ИП1-ИП4 подключен к одной из четырех плат переключателя В1 через контакты реле Р11-Р14 подаются контрольные напряжения с одного из трактов приемника ЧМ ( или ЧТ). С помощью переключателя приборы ИП1-ИП4 могут быть подключены к различным наиболее важным точкам трактов приема. При этом одновременно контролируются все 4 тракта приемника ЧМ (или ЧТ). Находятся под контролем в каждом тракте:
Каждый из измерительных приборов ИП1-ИП4 имеет гравировку с обозначением номера антенн (I или II) и поляризации сигнала, принимаемого по данному тракту (горизонтальная или верти вертикальная). С помощью переключателя В6 и прибора ИП5 контролируются питающие напряжения на выходе узла питания И240-10 и режим в наиболее ответственных точках суммарного тракта приемников ЧМ или ЧТ. Включение автоматической или ручной регулировки усиления трактов приемников ЧМ осуществляется с помощью тумблеров В2-В5 соответственно для 1-4 трактов. В положении "АРУ" через контакты 1-3 тумблеров замыкается цепь автоматической регулировки усиления. В положении "РРУ" в цепи регулировки усиления трактов подключаются потенциометры R3, R12, R19, R26. С помощью этих потенциометров осуществляется плавная регулировка усиления трактов вплоть до полного запирания. Аналогично с помощью тумблеров В11-В14 и потенциометров R52, R56, R61, R65 осуществляется переключение "АРУ-РРУ" и плавная ручная регулировка усиления в трактах приемника ЧТ. Питание приемника При нажатии кнопки ВКЛ (Кн1) на передней панели блока И246М при подачи напряжения +27 В по цепи дистанционного включения питания (через контакт Ш2-1, развязывающий диод Д9 и нормально замкнутые контакты реле Р10) образуется цепь питания обмотки реле Р9. Реле Р9 включается и самоблокируется через свои нормально разомкнутые контакты 10, 11 и нормально замкнутые контакты 1, 2 реле Р10. При этом включается цепь подачи первичного напряжения сети на узел электропитания И240-10. Одновременно напряжение трехфазной сети +220 В подается на вентилятор системы охлаждения блока. Режим работы приемника (ЧМ или ЧТ) определяется состоянием реле Р7, Р8, Р11-14. Если по цепи Ш2-3 будет подано напряжение +27 В (включение режима ЧТ), то срабатывает реле Р8 (включается лампочка ЧТ), реле Р7 (подключаются питающие напряжения к приемнику ЧТ) и реле Р11-14, подключая цепи контроля приемника ЧТ к платам переключателя В6 и далее к измерительным приборам ИП1-ИП5. Выключение приемного устройства производится кратковременным нажатием кнопки ОТКЛ на передней панели блока И246М или при подачи напряжения +27 В по цепи дистанционного выключения питания через контакт Ш2-2 и развязывающий диод Д8. При этом замыкается цепь питания обмотки реле Р10, которое срабатывая, разрывает цепь самоблокировки реле Р9. Реле Р9 отпускает и разрывает цепи подачи напряжения сети на узел питания И240-10. |