|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 30 31 32 33
ИС синтезатора РМВ 2306 с параметрами: частота входного сигнала при работе в режиме переключаемых счетчиков Л и В < 65 МГц; коэффициент деления: ДПКДа = О ... 127; ДПКДв = 3...4095; ДПКДя = 3... 65535; схемы содержат детекторы захвата частоты ГУН. ИС предварительных делителей (табл. 11.6) Напряжение питания схем 2,7...4,5 В. Выбираем схему ПД РМВ 2313 и устанавливаем коэффициенты деления ПД 64/65. Требуемые значения Л^дпкд = /гун/А/с в зависимости от несущей частоты радиоканала приведены в табл. 11.7. Минимальное значение В получаем как целую часть частного от деления Л'дпкд/р. а А рассчитываем из соотношения (11.6). Коэффициент деления ДПКДя /ог/А/с = 26. В последние годы появились ИС синтезаторов, содержащие в одном корпусе предварительный делитель на 15/16, 32/33 или 64/65, счетчики ДПКДа, ДПКДв, ДПКДя и импульсные частотно-фазовые детекторы. Схемы построены по комбинированной технологии на биполярных и МОП-транзисторах и предназначены для работы в диапазоне частот до 1.. .2,5 ГГц. Параметры некоторых типовых схем синтезаторов приведены в табл. 11.8. При проектировании на выходе ИС синтезатора устанавливают дополнительный усилитель постоянного тока для получения требуемых пределов управляющего напряжения на ГУН и ФНЧ. В передатчиках аналоговых систем с ЧМ при автоподстройке центральной частоты ЧМАГ частота среза ФНЧ кольца ИФАПЧ должна быть много меньше минимальной частоты модуляции, что при РщЬ = 300 Гц требует установки двухзвенного RC-фильтра с частотой среза порядка 100 Гц. При смене частот для более быстрого установления частоты ФНЧ замыкают накоротко и включают после захвата частоты ГУН по сигналу с детектора захвата. Процессом смены частот управляет ЦП. Формирователи цифровых сигналов. Формирователи цифровых сигналов строят исключительно на БИС квадратурных балансных смесителей (квадратурных фазовых модуляторов), аналогичных рассмотренным в гл. 9 (см. рис. 9.16). Для передатчиков систем подвижной связи выпускают специализированные БИС, работающие в частотных диапазонах, выделенных для соответствующих стандартов. Так, фирма Siemens производит БИС РМВ 2200Т и РМВ 2205Т со следующими параметрами:
Диапазон рабочих частот (несущие частоты): РМВ2205Т.............................................. 120...800 МГц РМВ2200Т.............................................. 800...970 МГц Диапазон модулирующих частот............................ 0... 400 МГц Подавление несущей на выходе...................:......... 35 дБ Асимметрия боковых полос, не хуже........................ -42 дБ Подавление комбинационных третьего порядка............. 42 дБ Подавление удвоенной несущей частоты.................... 38 дБ Выходная мощность: на уровне компрессии 1 дБ............................... 5 дБм в сверхлинейном режиме, при формировании сигналов КАМ .................................................... о дБм Схемы предназначены для формирования сигналов 4-ОФМ, 8-ОФМ, ЧММС, 16-КАМ, 64-КАМ. Структура БИС приведена на рис. 11.9. Схе^ ма обладает полной симметрией: на нее подают противофазные напряжения несущей частоты и/, uj, схема имеет два симметричных входа для синфазного umi, umi и квадратурного umq, umq модулирующих сигналов и симметричный выход сформированного сигнала Ивых, й^ых-Для получения двух ортогональных (сдвинутых по фазе на 90 ) несущих частоту входной несущей умножают на 2, получают на выходе буфера два противофазных колебания удвоенной частоты 2/ и йг/, частоту каждого из которых далее делят на 2. Балансные модуляторы построены по схеме коммутируемых ключей. На выходе схемы стоит линейный усилитель. Усилители мощности радиочастоты. Структура и выбор схемы выходного каскада усилителя мощности (УМ) зависят от уровня >- mourn ель частоты Делитель на 2 Рис. 11.9 -о мощности, имеющейся элементной базы, требований к управлению усилителем (регулировка мощности, время включения). Основная тенденция в построении трактов усиления радиочастоты передатчиков систем подвижной связи состоит в широком использовании специализированных модулей. Так как тракты усиления мощности узкополосны, то модули выпускают для частотных диапазонов, выделенных соответствующим системам. Так, Воронежский НИИ электромеханики выпускает набор усилительных модулей для транкинговых систем (табл. 1.4) [1.5.3]. Модули представляют собой многокаскадные усилители на би-полярнЬ|х транзисторах с двухконтурной фильтрующей системой на выходе. Ослабление второй гармоники не менее 20. ..39 дБ. Неравномерность усиления в полосе рабочих частот менее 1 дБ. КПД модуля 40 %. Возможна регулировка мощности изменением напряжения смещения на транзисторах. Другой пример усилительного модуля - схема M68710EL фирмы Мицубиси , использованная в радиостанции Леско 310-РЗЗН [11.5]. Основные характеристики схемы: Диапазон частот........................................... 270.. .330 МГц Выходная мощность........................................ 2 Вт КПД....................................................... 40 % Подавление второй гармоники на выходе................... 20 дБ Напряжение питания стока................................. 6 В Напряжение питания затвора............................... 3,5 В Коэффициент усиления.................................... 40 дБ Модуль построен на двух УМ с использованием полевых транзисторов. Регулировку выходной мощности осуществляют изменением напряжения на затворах транзисторов. Следует сказать особо об элементной базе для УМ передатчиков сотовых систем. Генераторные транзисторы общего назначения для частот 450, 800...2000 МГц рассчитаны на использование в широкополосных усилителях. При их применении в передатчиках БС и АС коэффициенты усиления мощности оказываются низкими. Быстрое распространение сотовых систем в мире породило настоящий бум производства БС, и особенно АС. Так как УМ БС и АС узкополосны, то ведущие фирмы-производители электронной аппаратуры начали выпускать специальные транзисторы для БС и АС конкретных систем сотовой связи. Для УМ БС основным типом прибора является мощный биполярный транзистор, хотя ряд фирм производят и специальные полевые МДП-транзисторы. Транзисторы рассчитаны на узкие
полосы частот в диапазонах 450, 800, 900, 1800. ..2000 МГц. Выпускают также транзисторы, работающие в диапазоне 1400... 1600 МГц, для спутниковой телефонии и цифрового радиовещания. Приборы, кроме собственно транзисторов, содержат входные и выходные согласующие устройства со стандартным входным и выходным сопротивлением, обычно 50 Ом. Напряжение питания составляет 24.. .28 В. В табл. 11.9 приведены предельные значения мощности транзисторов, достигнутые рядом фирм (для повышения мощности в одном корпусе размещают 2 или 4 идентичных транзистора, включенных по схеме сложения мощности или по двухтактной схеме)*. Параметры транзисторов ОВЧ-УВЧ диапазонов, выпускаемых в России, приведены в [1.2.3, 1.2.4]. Весьма специфичными являются транзисторы УМ АС. В сотовых АС УМ обычно однокаскадный, ему предшествует ИС. Применяемые транзисторы - МДП-полевые с низковольтным питанием. В корпусе прибора расположены входное и выходное согласующие устройства. Например, фирма NEC** выпускает приборы с напряжением пиг тания 3. ..4,8 В, обеспечивающие на частоте 0,9 ГГц выходную мощность 35 дБм при коэффициенте усиления мощности 13.. .14 дБ и КПД 58... 60 %, а на частотах 1,8... 1,9 ГГц выходную мощность 30. . .33 дБм при коэффициенте усиления мощности 10... 13 дБ и КПД 45. . .55 %. При усилении сигналов ЧММС, 4-ОФМ, 7г/4-ОФМ мощность с транзистора снимают на уровне компрессии 1 дБ. Это приблизительно соответствует граничному режиму усиления. В ЧМ передатчиках можно * Johansson Т. The transistor, with emphasis on its use for radio frequency communications Linkoping. - 1998. - 168 p. ** Данные взяты из публикаций журнала NEC Research ii Development за 1997-1998 гг. (Япония).  использовать перенапряженный режим. Транзисторы УМ работают с отсечкой, близкой к 90°. При отсутствии в каскаде регулировки мощности базу или затвор подсоединяют через резистор к корпусу. В оконечных УМ БС для повышения выходной мощности применяют схемы сложения мощности или строят каскад по двухтактной схеме. Переходы от несимметричного возбуждения к симметричному и обратно выполняют на четвертьволновых коаксиальных линиях по схеме рис. 3.13,г или рис. 7.18. Межкаскадные связи выполняют по одноконтурной схеме. На выходе оконечного УМ ставят в зависимость от требуемого коэффициента фильтрации гармоник колебательную систему в виде одного или двух П-о6разнЬ|х контуров*. Расчет режимов транзисторов, колебательных систем и согласующих устройств выполняют по методикам, изложенным в гл. 2 и 3. При расчете элементов в цепях питания УМ следует предусмотреть меры по подавлению паразитных колебаний. Узкополосные УМ ОВЧ и УВЧ диапазонов весьма склонны к паразитным колебаниям на частотах ниже рабочей. Поэтому фирмы-производители специализированных усилительных модулей специально оговаривают отсутствие паразитных колебаний в их изделиях [1.5.3]. Для подавления паразитной генерации в цепи питания коллектора ставят антипаразитные резисторы. На рис. 11.10,а сопротивление резистора R1 порядка единиц ом; на рис. 11.10,б'сопротивление резистора R2 берут равным (30 .. .50)йэ, где йэ - сопротивление нагрузки транзистора на радиочастоте. Регулировку выходной мощности, как правило, предусматривают во всех передатчиках АС и БС. Выполняют ее программно, по командам с ЦП или контроллера станции. Число уровней (дискретов) мощности зависит от стандарта и назначения станции. Так, регулировка выходной мощности АС цифровых систем предусмотрена протоколами радиоинтерфейса. Мощность БС меняют в зависимости от размера обслуживаемой соты (зоны). На практике применяют различные методы регулировки мощности: изменением напряжения смещения, изменением напряжения питания коллектора (стока), изменением мощности возбуждения УМ. Для регулировки смещения на затворе (базе) транзистора в АС используют ИС источников питания с программной установкой выходного напряжения. * Как было сказано в § 11.2, в БС может стоять общий фильтр гармоник после сумматора.  Uynp >- го но so 1упр,мА Рис. 11.11 Рис. 11.12 В УМ ЧМ сигнала, когда транзистор работает в перенапряженном режиме, эффективна регулировка напряжения питания коллектора (стока). Выходная мощность при этом меняется пропорционально квадрату напряжения питания. Наконец, во многих станциях регулируют мощность возбуждения, используя, по существу, систему программированного АРУ. В некоторых действующих станциях в первых каскадах предварительного усиления стоят управляемые аттенюаторы на pin-диодах. Сопротивлением pin-диода для тока радиочастоты можно управлять, меняя проходящий через него управляющий ток. Типичная зависимость сопротивления pin-диода г+ от тока управления приведена на рис. 11.11 (диод КА507, [9.6]). В обратносмещенном состоянии pin-диод имеет сопротивление, в сотни раз превышающее г+. Типичная схема аттенюатора приведена на рис. 11.12. Появление БИС усилителей мощности на частотах до 2 ГГц позволяет решать задачу управления мощностью возбуждения изменением коэффициента усиления сигнала в БИС. Как в АС, так и в БС должно быть обеспечено требуемое быстродействие включения и выключения питания УМ. Например, в передатчиках станций системы GSM время включения-выключения не должно превышать 10 мкс при изменении выходной мощности от О до номинальной. Для питания АС используют ИС источников с высоким быстродействием; в БС на выходе коллекторных (стоковых) выпрямителей транзисторов УМ устанавливают быстродействующие электронные ключи. Список литературы к гл. 11 11.1. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ. - 1999. - 239 с. 11.2. Бабков В.Ю.. Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Системы мобильной связи. - Спб: ГУТ. - 1998. - 330 с. 11.3. Транкинговые системы радиосвязи / В.М. Тамаркин, В.Б. Громов, СИ. Сергеев и др. - М.: МЦНиТИ. - 1997. - 108 с. 11.4. Гинзбург В.М., Берлин А.Н. Автоматическая радиотелефонная связь. Система ВОЛЕМОТ . - Спб: ГУТ, 1995. - 83 с. 11.5. Руководство по сервисному обслуживанию радиостанций Леско 310-РЗЗН и ее модификаций. - Изд. фирмы Леско , 1998. 11.6. Ратынский М.В. Основы мобильной связи. - М.: Радио и связь, 1998. - 248 с. Оглавление Предисловие......................................................... 3 Глава 1. Общие вопросы проектирования....................... 5 1.1. Задачи проектирования....................................... 5 1.2. Основные характеристики передатчика, определяющие выбор схемных и режимных решений..................................... 7 1.3. Полупроводниковые приборы в мощных каскадах передатчиков 9 1.4. Электровакуумные приборы в мощных каскадах передатчиков. 46 1.5. Пролетные клистроны и ЛБВ................................. 57 1.6. Общие рекомендации по построению структурной схемы тракта радиочастоты передатчика......................................... 61 1.7. Выбор схемного построения ГВВ.............................. 70 1.8. Обеспечение надежности передатчика при проектировании 73 1.9. Обеспечение допустимого теплового режима транзисторов, радиоламп, радиодеталей............................................ 80 1.10. Вопросы техники безопасности, охраны труда и окружающей среды при проектировании......................................... 83 1.11. Использование ЭВМ и сети Интернет при проектировании . 86 Список литературы к гл. 1......................................... 91 Глава 2. Расчет режимов генераторов с внешним возбуждением .................................................................. 94 2.1. Исходные данные для расчета ГВВ............................ 94 2.2. Особенности схем построения и режимов работы транзисторных ГВВ............................................................. 94 2.3. Расчет ГВВ на биполярных транзисторах...................... 106 2.4. Расчет ГВВ на МДП-транзисторах.............................. 116 2.5. Расчет ГВВ на транзисторах с барьером Шоттки.............. 118 2.6. Ключевые ГВВ на биполярных и полевых МДП-транзисторах. 124 2.7. Особенности проектирования модульных транзисторных каскадов................................................................ 160 2.8. Проектирование систем воздушного охлаждения транзисторных ГВВ........................................................... ... 168 2.9. Расчет лампового ГВВ с резонансной нагрузкой............... 171 2.10. Расчет ламповых ГВВ с распределенным усилением.......... 177 2.11. Расчет устойчивости и функций ГВВ........................ 187 Список литературы к гл. 2......................................... 197 Глава 3. Проектирование и расчет межкаскадных цепей связи, цепей согласования и коррекции, устройств сложения и деления............................................................. 199 3.1. Исходные данные для проектирования........................ 199 3.2. Проектирование и расчет цепей связи на реактивных элементах 200 3.3. Проектирование и расчет цепей связи с применением трансформаторов на ферритах.............................................. 216 3.4. Проектирование и расчет широкодиапазонных выходных цепей связи ГВВ......................................................... 234 3.5. Проектирование и расчет широкодиапазонных входных цепей связи ГВВ......................................................... 241 3.6. Проектирование и расчет цепей коррекции АЧХ мощных транзисторов................................................!.......... 244 3.7. Проектирование и расчет синфазных и противофазных мостовых схем сложения и деления мощности........................... 263 3.8. Проектирование и расчет квадратурных схем сложения и деления мощности..................................................... 271 3.9. Проектирование и расчет резонансных выходных фильтрующих систем.............................................................283 3.10. Проектирование и расчет широкодиапазонных выходных фильтрующих систем................................................... 291 3.11. Проектирование и расчет элементов колебательных систем на отрезках коаксиальных и полосковых линий....................... 302 3.12. Выбор стандартных радиодеталей для цепей связи, согласования, коррекции, фильтрации и питания; расчет катушек индуктивности............................................................... 312 Список литературы к гл. 3...................................... 324 Глава 4. Возбудители передатчиков..........................326 4.1. Требования к стабильности частоты передатчиков............. 326 4.2. Исходные данные для проектирования возбудителя........... 330 4.3. Применение типовых возбудителей, синтезаторов частот, опорных генераторов................................................... 337 4.4. Основные этапы разработки возбудителя, выбор его функциональной схемы................................................... 340 4.5. Тракт преобразования частот возбудителя.................... 343 4.6. Формирование видов работ в возбудителе..................... 348 4.7. Расчет системы фазовой АПЧ................................. 353 4.8. Расчет транзисторного автогенератора......................... 361 Список литературы к гл. 4......................................... 368 Глава 5. Радиовещательные передатчики с двухполосной и однополосной амплитудной модуляцией диапазонов НЧ, СЧ и ВЧ.................................................................. 369 5.1. Особенности системы информационного радиовещания и характеристики передатчиков для этой системы......................... 369 5.2. Структурные схемы радиовещательных передатчиков.......... 370 5.3. Ориентировочный расчет радиовещательного передатчика по структурной схеме................................................. 380 5.4. Анодная и анодно-экранная модуляция в вещательных передатчиках.............................................................. 381 5.5. Мощные усилители модулированных колебаний с AM и ОМ с автоматическим регулированием режима........................... 397 5.6. Мощные модуляционные устройства для передатчиков с анодной и анодно-экранной модуляцией................................ 402 5.7. Вещательные транзисторные передатчики..................... 434 5.8. Использование бигармонического режима для повышения энергетических показателей каскадов передатчиков.................... 442 5.9. Выходные колебательные системы вещательных передатчиков. 452 5.10. Особенности передатчиков для синхронного вещания, для передачи точных и эталонных частот................................ 465 Список литературы к гл. 5......................................... 467 Глава 6. Передатчики с однополосной модуляцией ВЧ диапазона для фиксированной и подвижной служб.................. 469 6.1. Общие сведения............................................... 469 6.2. Структурные схемы однополосных радиопередатчиков......... 470 6.3. Групповой сигнал в тракте однополосного передатчика........ 475 6.4. Порядок проектирования передатчика с ОМ................... 477 6.5. Технический расчет параметров режима выходного каскада ... 482 6.6. Расчет элементов схем........................................ 487 6.7. Аналоговые и цифровые однополосные модуляторы........... 492 6.8. Отрицательная обратная связь в передатчиках с ОМ........... 499 6.9. Расчет промышленного КПД передатчика с ОМ............... 501 Список литературы к гл. 6......................................... 502 Глава 7. Вещательные передатчики изображения очень высоких и сверхвысоких частот........................................ 504 7.1. Общие сведения............................................... 504 7.2. Разработка структуры возбудителя ТВРС...................... 506 7.3. Разработка структуры усилителя мощности................... 511 7.4. Разработка схем и расчет усилителей мощности на тетродах и клистродах......................................................... 519 7.5. Проектирование клистронного УМ............................ 527 7.6. Проектирование транзисторных усилителей мощности телевизионных радиостанций............................................. 532 7.7. Проектирование каскадов тракта ПЧ радиосигнала изображения 540 7.8. Передатчики цифрового наземного телевещания............... 545 Список литературы к гл. 7......................................... 548 Глава 8. Передатчики радиовещательные диапазона ОВЧ и телевизионные канала звукового сопровождения.............. 549 8.1. Основные параметры.......................................... 549 8.2. Структурные схемы........................................... 551 8.3. Аналоговые частотные модуляторы........................... 557 8.4. Цифровые частотные модуляторы............................. 565 8.5. Усилители ЧМ колебаний..................................... 569 8.6. Нагрузочные и входные цепи усилителей...................... 572 8.7. Расчет мостовых устройств на отрезках связанных линий...... 579 8.8. Расчет промышленного КПД.................................. 581 Список литературы к гл. 8.......................................... 581 Глава 9. Передатчики радиорелейных систем связи........... 582 9.1. Вводные замечания........................................... 582 9.2. Основные требования к передатчикам РРС.................... 583 9.3. Построение структурных схем передатчиков РРС.............. 585 9.4. Проектирование высокоэффективных СВЧ смесителей передатчиков.............................................................. 591 9.5. Проектирование модуляторов передатчиков РРС.............. 598 9.6. Проектирование генераторов на полевых транзисторах и ЛПД . 600 9.7. Разработка трактов усиления СВЧ (УВЧ) и ПЧ................ 603 Список литературы к гл. 9......................................... 606 Глава 10. Передатчики спутниковых систем связи и вещания 607 10.1. Общие сведения.............................................. 607 10.2. Основные требования и параметры........................... 608 10.3. Составление структурной схемы.............................. 616 10.4. Построение схемы оконечного усилителя..................... 618 10.5. Выбор режима усилителей................................... 620 10.6. Расчет ГВВ на пролетных клистронах........................ 625 Список литературы к гл. 10....................................... 630 Глава 11. Передатчики радиостанций систем наземной подвижной радиосвязи.........................г..................... 631 11.1. Основные требования к передатчикам радиостанций систем . подвижной радиосвязи............................................ 631 11.2. Разработка структурных схем передающих устройств радиостанций подвижной связи.....................-................. 635 11.3. Разработка отдельных функциональных узлов ............... 640 Список литературы к гл. 11........................................ 649 1 ... 30 31 32 33 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||