3424 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЕМНИКА РАДИОСТАНЦИИ «ЛЕН-Б»

Развитие телекоммуникационных технологий базируется на достижениях микроэлектроники, радиотехники, информатики, вычислительной техники. При этом основной частью мобильных телекоммуникационных систем является радиостанция, содержащая радиоприемную и радиопередающую части. В современных радиоприемных устройствах мобильных средств связи широко применяется частотная модуляция, они строятся по супергетеродинной схеме, предназначены для осуществления беспоисковой и бесподстроечной связи. Примером таких радиоприемных устройств является радиоприемник радиостанции  «Лен-Б», работающий в диапазоне 33-58 МГц.

Целью данной работы является изучение стандартных методов испытаний и приобретение навыков практического измерения  основных параметров радиоприемных устройств, ознакомление с электрической схемой и конструкцией приемника  мобильной одноканальной  радиостанции  «Лен-Б».

 

1. Краткое  описание приемника радиостанции «Лен-Б»

1.1. Общие сведения о радиостанции

Радиостанция «Лен-Б» является одноканальной мобильной радиостанцией с частотной модуляцией, предназначенной для организации двухсторонней симплексной радиотелефонной связи в диспетчерских системах народного хозяйства. По электрическим параметрам радиостанция «ЛЕН-Б» отвечает государственному стандарту [1].

В соответствии с ГОСТ условное обозначение радиостанции «Лен-Б» имеет вид: 5Р21В1 - «Лен-Б», где 5 (первая цифра) – регистрационный номер; Р – первая буква слова «радиостанция»; 2(первая цифра после буквы Р) – тип радиостанции согласно таблице:

 

Тип

радиостанции

Мощность

передатчика, Вт

Основное эксплуатационное

назначение

1

Менее 60

Стационарные

2

Менее 20

Стационарные, возимые

3

Менее 2

Стационарные, носимые

4

Менее 0,5

Носимые

1 (вторая цифра после буквы Р) – модификация после первой модернизации;

В – обозначение эксплуатационного назначения радиостанции (С – стационарная, В – возимая,  Н – носимая, П – портативная, У – универсальная),

1 (после буквы В) – обозначает диапазон частот, в котором может работать радиостанция (1 – 30-58 МГц,  2 – 74-76 МГц, 3 – 146-174 МГц, 4 – 300-344 МГц);

«Лен-Б» – условное обозначение радиостанции, присвоенное при разработке; в названии буква Б - номер модернизации радиостанции (А - первой модернизации, Б - второй модернизации и т.д.).

Радиостанция «Лен-Б» обеспечивает надежную двухстороннюю симплексную радиосвязь в условиях слабопересеченной местности  независимо от времени  года: на расстоянии не менее 15 км при работе во время движения с вертикальной штыревой антенной; на расстоянии не менее 30 км при работе радиостанции с вертикальной антенной со стационарной радиостанцией, оборудованной стационарной антенной на высоте 10 м над поверхностью земли; на расстоянии 70 км и более  при работе в условиях прямой видимости.

 

1.2. Основные технические данные приемника

 

1.2.1. Диапазон принимаемых частот – 33-58 МГц; частотная настройка канала 33,5 МГц.

1.2.2. Чувствительность приемника при соотношении сигнал-шум по SINAD 12 дБ  не более 1,2 мкВ.

1.2.3. Антенно-фидерное устройство – несимметричное с волновым сопротивлением 50 Ом.

1.2.4. Промежуточная частота 10,7 МГц.

1.2.5. Модуляция частотная; девиация частоты передатчика в диапазоне модулирующих частот 300-3400 Гц  не более 5 кГц.

1.2.6. Избирательность по соседнему каналу при разносе частот между соседними каналами 25 кГц не менее 70 дБ.

1.2.7. Интермодуляционная  избирательность приемника по соседнему каналу не менее 56 дБ.

1.2.8. Избирательность приемника  по побочным каналам не менее 80 дБ

1.2.9. Ширина полосы пропускания радиочастотного тракта не менее 14,5 кГц.

1.2.10. Выходная низкочастотная мощность приемника на громкоговорителе не менее 800 мВт; на телефоне не менее 1 мВт.

1.2.11. Эффективность работы шумоподавителя не более  - 40 дБ.

1.2.12. Коэффициент нелинейных искажений выходного сигнала приемника не более 7 %.

1.2.13. Относительная нестабильность частоты гетеродина не более .

1.2.14. Напряжение питания 10,7-14,5 В.

 

1.3. Структурная схема приемника

 

Структурная схема приемника радиостанции «Лен-Б» показана на рис. 1.1. Приемник построен по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты; промежуточная частота – 10,7 МГц. Далее подробно рассматриваются основные блоки приемника У3, У6 – У8.

Блок  У3 – входное устройство, состоит из  датчика коэффициента стоячей волны (ДКСВ), высокочастотного фильтра (ВФ), антенного коммутатора прием-передача (АК) и входной  цепи (ВЦ). Принимаемый сигнал от антенны поступает через ДКСВ и ВФ на коммутатор АК. При этом ДКСВ и ВФ одновременно являются элементами передающего тракта. Сигнал с выхода АК подается на ВЦ и далее на блок У6.

Блок У6 предназначен для усиления сигналов радиочастоты и преобразования частоты, состоит из усилителя радиочастоты (УРЧ), смесителя (СМ) и удвоителя частоты (УЧ). Для предварительной фильтрации и согласования на входе УРЧ включен полосовой согласующий фильтр. Использование удвоителя частоты сигнала гетеродина позволяет снизить требования к гетеродину и повысить стабильность его частоты. На выходе смесителя выделяется сигнал промежуточной частоты 10,7 МГц, который подается в блок У7.

Блок У7 содержит кварцевый фильтр (КФ), трехкаскадный усилитель промежуточной частоты (УПЧ), частотный детектор (ЧД), предварительный усилитель низкой частоты (ПУНЧ) и эмиттерный повторитель (ЭП) с цепями послекоррекции. На входе и выходе кварцевого фильтра включены согласующие  фильтры. С выхода ЭП сигнал подается на телефон, выносной блок УНЧ и усилитель тонального вызова. На схему шумоподавителя сигнал подается с ПУНЧ.

Блок У8 – блок автоматики - предназначен для подавления шумов в паузах сигнала и формирования сигнала тонального вызова. В радиостанциях, работающих длительное время в режиме дежурного приема, шумы приемника в отсутствии сигнала утомляют оператора. Поэтому предусматривают специальные устройства – шумоподавители - для подавления шумов, когда принимаемый сигнал отсутствует. В этом случае шумоподавитель отключает низкочастотную часть приемника иавтоматически включает ее, когда на входе приемника появляется сигнал. В работе шумоподавителя используется принцип спектрального различия полезного сигнала и шумов.  Максимальная частота спектра полезного сигнала на выходе ЧД не превышает 4 кГц. Шумовая полоса определяется  полосой пропускания ЧД, которая в рассматриваемом приемнике составляет 10-15 кГц. Для разделения  спектров  сигнала и шума используется полосовая фильтрация в усилителе шумоподавителя  (УШП) с центральной частотой 10 кГц, выделяющей полосу частот шума выше 4 кГц.

В режиме «дежурный приём» полезный сигнал отсутствует. Трубка микротелефона находится в гнезде. На выходе предварительного ПУНЧ блока У7 присутствует большой уровень шумов, который поступает на схему шумоподавителя через регулятор шумоподавителя – переменный резистор 47 кОм, где усиливается и детектируется в амплитудном детекторе шумоподавителя. Если напряжение шумов на выходе детектора превышает 0,5–0,7 В, то срабатывает ключевая схема шумоподавителя, содержащая схему сравнения, фильтр нижних частот и ключ. При этом на выходе ключевой схемы вырабатывается высокий уровень напряжения, от которого срабатывает ключ, замыкающий вход ЭП в У7 на корпус, что снижает уровень шумов на его выходах. Одновременно выходное напряжение ключевой схемы воздействует на установочный вход триггера и переводит его в состояние «1». Высокий потенциал с выхода триггера подается на ключ, который замыкает вход У11-УНЧ на корпус; уровень шумов на выходе УНЧ при этом значительно снижается.

В режиме «тональный вызов» напряжение шумов невелико, т.к. они подавляются сильным сигналом вызова, поэтому на выходе ключевой схемы устанавливается низкое напряжение, ключ шумоподавителя размыкается, открывая вход ЭП в У7. Сигнал тонального вызова частотой 1450 Гц с выхода ЭП поступает на  усилитель тонального вызова, настроенного на эту частоту, затем детектируется детектором тонального вызова и после фильтрации поступает на установочный вход триггера, переводя его в состояние «0». При этом размыкается ключ, открывающий вход У11-УНЧ. В громкоговорителе слышен сигнал тонального вызова.

Режим «прием» включается при снятой микротелефонной трубке. При этом контакты микропереключателя в гнезде коммутируются таким образом, чтобы триггер был установлен в состояние «0», которое закрывает ключ и разрешает доступ принимаемого сигнала на вход У11-УНЧ.

 

1.4. Принципиальная схема приемника

 

1.4.1. Блок У3 (рис. 1.2) ДКСВ и антенный фильтр АФ являются частью передающего тракта, однако принятый сигнал из антенны проходит по этим каскадам. АФ предназначен для фильтрации гармоник частоты передатчика и представляет собой фильтр Кауэра 9-го порядка (L3-L6 и C2-C11). ДКСВ используется для контроля согласования передатчика с антенной.

 

Рис. 1.2. Принципиальная схема блока У3

 

Диодный коммутатор (ДК) предназначен для подключения антенного фильтра к передатчику и защиты входных каскадов приёмника во время излучения. Во время приёма антенна подключается к входной цепи приёмника. ДК выполнен в виде переключающихся диодов Д1 – Д6, которые во время передачи открыты, а во время приёма - закрыты. Принимаемый сигнал через АФ поступает на входную цепь ВЦ, представляющую собой последовательный колебательный контур, образованный катушкой индуктивности L2 и конденсатором C1.

1.4.2. Блок У6 (рис.1.3) Высокочастотный сигнал приёмника с входной цепи подаётся через согласующий полосовой фильтр на вход УРЧ. Полосовой фильтр L1,L2,C1-C4 служит для согласования низкоомного выхода антенного фильтра (50 Ом) с входным сопротивлением транзистора Т1. Нагрузкой усилителя служит четырёхконтурный ФCC L3-L6, C7-C13. Входной полосовой фильтр и ФСС в УРЧ обеспечивают избирательность по побочным каналам приёма. Усиленный ВЧ  сигнал поступает на базу смесителя, собранного на транзисторе Т2. Напряжение гетеродина подается на вход удвоителя, собранного на транзисторе Т3. Двухконтурный полосовой фильтр L8, L9,  C20-C22  в

 

 

Рис. 1.3. Принципиальная схема блока У6

 

нагрузке транзистора Т3 настроен на удвоенную частоту гетеродина. Конденсаторы  С19, С14 обеспечивают суммирование напряжений сигнала и гетеродина в оптимальных соотношениях. Нагрузкой смесителя является контур L7, C17, C18, настроенный на промежуточную частоту 10,7 МГц. Сигнал промежуточной частоты подается в УПЧ (блок У7).

1.4.3. Блок У7 (рис. 1.4). Блок У7 предназначен для усиления, ограничения и демодуляции сигнала промежуточной частоты. В него входят также и низкочастотный предусилитель, подающий сигнал на схему шумоподавителя, телефон и блок УНЧ.

 

Рис. 1.4. Принципиальная схема блока У7

 

Сигнал промежуточной частоты 10,7 МГц подается на кварцевый фильтр КФ, на входе и выходе которого включены согласующие одиночные контуры L1, C1 и  L2, C2, C3. Первый и второй каскады усилителя выполнены на интегральных схемах К2УС248. Нагрузкой каскадов являются контуры L3, C7, C8 и L4, C12, C13. Третий каскад усилителя выполнен на транзисторе Т1 и представляет собой усилитель-ограничитель, нагрузкой которого являются последовательно соединенные резистор R6 и контур L5, C15.

Частотный детектор выполнен по схеме дискриминатора с расстроенным  контуром, роль которого выполняет кварц К1. Катушка индуктивности L6 предназначена для изменения крутизны характеристики ЧД при его настройке. Сигнал с выхода ЧД поступает на низкочастотный предусилитель, выполненный на транзисторах Т2-Т4.

 



 
Радиостанции орла по материалам radiomass.ru.