Основные параметры передатчиков и приемников

Радиосвязь

Технические показатели радиопередатчика

ЛикБез > О Радиосвязи

Технические показатели радиопередатчика

К основным показателям радиопередатчика относятся: диапазон волн, мощность, коэффициент полезного действия, вид и качество передаваемых сигналов.

В соответствии с классификацией радиоволн различают передатчики километровых, гектометровых, декаметровых и других волн. С этим различием связаны соответствующие особенности конструкций, так как в разных диапазонах различны конструкции колебательных контуров и типов усилительных эле­ментов. Передатчик может работать на одной или нескольких выде­ленных для него фиксированных волнах, либо он может настраи­ваться на любую длину волны в непрерывном диапазоне волн.

Мощность передатчика обычно определяется как максималь­ная мощность высокочастотных колебаний, поступающая в антенну при отсутствии модуляции и при непрерывном излучении. Однако этой характеристики недостаточно для оценки мощности радиопе­редатчика. Дело в том, что в технике радиосвязи часто приходится иметь дело с сигналами, напряжение которых изменяется в очень широких пределах и в сравнительно короткие промежутки времени может принимать значения, в несколько раз превосходящие сред­ний уровень. Характерным примером подобного режима может слу­жить радиолокационный передатчик, излучающий импульсы дли­тельностью около 1 микросекунды, разделенные интервалами около 1 миллисекунды, т.е. в 1000 раз большей длительности. Если бы при проектировании передатчика расчет велся на то, что в моменты этих выбросов мощность излучения соответствовала бы номинальной, то фактическая средняя мощность излучения была бы во много раз меньше. Передатчик был бы использован значительно слабее своих возможностей, а при необходимости обеспечить большую дальность радиосвязи потребовалось бы применить передатчик значительно большей мощности.

В системах радиовещания промежутки времени, в которые ам­плитуда колебаний достигает максимальных значений, занимают обычно большую часть общего времени работы передатчика (на­пример, 10…20%), длительность их доходит до десятков миллисе­кунд, но ив этом случае описанное временное форсирование пере­датчика возможно, хотя и в меньших пределах.

В соответствии с изложенным мощность передатчика, помимо цифры максимальной мощности, при непрерывной работе характе­ризуют значениями пиковой мощности, которая может быть обеспе­чена в течение ограниченных промежутков времени. Например, если средняя мощность передатчика при непрерывной работе 100 кВт, то она может доходить до 200 кВт, если длительность импульсов не превышает интервалов между ними.

Важнейшими показателями радиопередатчика являются ста­бильность излучаемой им частоты и уровень побочных излучений. Дело в том, что если строго соблюдается присвоенная данному пе­редатчику частота сигнала, то настроенный на эту частоту приемник начинает принимать передаваемые сигналы тотчас после включе­ния, не требуя подстроек; это способствует удобству эксплуатации и высокой надежности радиосвязи, а также облегчает автомати­зацию оборудования. Кроме того, частотные диапазоны, исполь­зуемые для радиосвязи и вещания, переуплотнены сигналами одновременно работающих радиостанций, поэтому если частота передатчика отличается от разрешенного значения, то она может приблизиться к частоте другого передатчика, что вызовет помехи приему его сигналов.

По существующим международным нормам отклонение от номи­нала частоты передатчика для радиосвязи на гектометровых волнах не должно превышать 0,005%; для радиовещательных передатчи­ков отклонение частоты-в этом диапазоне не должно превышать 10 Гц. На декаметровых волнах допустимая нестабильность часто­ты для передатчиков мощностью более 0,5 кВт равна 15·10-6, что соответствует в диапазоне 4…30 МГц абсолютному отклонению частоты от 60 до 450 Гц. Некоторые системы радиосвязи по своему принципу работы требуют, чтобы стабильность частоты была значи­тельно лучше, чем предусматривается указанными нормами.

Побочными излучениями радиопередатчика называются излучения на частотах, расположенных за пределами полосы, которую занимает пере­даваемый радиосигнал. К побочным излучениям относятся гармониче­ские излучения переда-тика, паразитные излучения и вредные продукты взаимной модуляции.

Гармоническими излучениями (гармониками) передатчика назы­ваются излучения на частотах, в целое число раз превышающих частоту передаваемого радиосигнала.

Паразитными излучениями называются возникающие иногда в передатчиках колебания, частоты которых никак не связаны с часто­той радиосигнала или с частотами вспомогательных колебаний, ис­пользуемых в процессе синтеза частот, модуляции и других процес­сов обработки сигнала.

Известно, что при действии в нелинейной цепи, например, двух ЭДС с частотами f1 и f2, спектр тока содержит, помимо составляю­щих с этими частотами и их гармоник, также составляющие с часто­тами вида mf1 ±nf2, где m и п — целые числа. Это явление и лежит в основе взаимной модуляции; оно обусловлено наличием в пере­датчике элементов, обладающих нелинейными характеристиками, главным образом транзисторов или электронных ламп.

Интенсивность побочных излучений характеризуется мощностью соответствующих колебаний в антенне передатчика. Например, по: действующим международным нормам радиопередатчики на часто­тах до 30 МГц должны иметь мощность побочных излучений не ме­нее чем в 10000 раз (на 40 дБ) ниже мощности основного излуче­ния и не более 50 мВт.

Показатели, определяющие качество передачи вещательного Сиг­нала (электроакустические показатели), в принципе не отличаются от аналогичных параметров электрического канала вещания, что есте­ственно, поскольку передатчик является частью канала — трактом вто­ричного распределения.

Некоторое отличие заключается лишь в том, что эти показатели нормируются и измеряются относительно уровня сигнала, соответ­ствующего определенному коэффициенту модуляции сигналом час­тотой 1000 Гц. Для допустимого отклонения амплитудно-частотной характеристики этот коэффициент равен 50%.

Коэффициент гармоник определяется при коэффициенте моду­ляции 50, 90, а также 10%, что обусловлено наличием в модуляторе передатчика специфических искажений вида двустороннего ограни­чения, заметных при большом коэффициенте модуляции, вида «центральной отсечки», заметных при малом коэффициенте моду­ляции. Защищенность от интегральной помехи и от псофометрического шума измеряется относительно уровня модулирующего сиг­нала, соответствующего 100%-ной модуляции. Эксплуатационный персонал часто употребляет термин «уровень шумов», который оценивается в децибелах относительно уровня модулирующего сигнала с частотой 10ОО Гц, соответствующего коэффициенту мо­дуляции 100 %. Численно он равен величине защищенности от ин­тегральной помехи, взятой со знаком «минус».

Радиопередатчики можно классифицировать по назначению, по диапазону волн, по мощности, по роду работы, способу транспорти­ровки. Так, в зависимости от назначения передатчики делятся на связ­ные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радио­навигационные, телеметрические и т.д. По мощности передатчики подразделяются на маломощные (до 100 Вт), средней мощности (до 10 кВт), мощные (до 1000 кВт) и сверхмощные (свыше 1000 кВт). По роду работы (виду излучения) различают передатчики телеграфные, телефонные, однополосные, импульсные и т.д. По способу транспор­тировки передатчики классифицируются на стационарные и подвиж­ные (переносные, автомобильные, корабельные, самолетные и т.д.).

Основные параметры передатчиков и приемников

Передача энергии с помощью радиосвязи широко используется при управлении автоматическими объектами. Структурная схема, иллюстрирующая принцип радиосвязи, приведена на рис. 10.1.

Основными устройствами радиосвязи являются радиопередатчик и радиоприемник. Радиопередатчик предназначен для создания высокочастотного сигнала, некоторые параметры которого (частота, амплитуда или фаза) изменяются по закону, соответствующему передаваемой информации. Частота высокочастотного сигнала называется несущей.

Процесс воздействия на один или несколько параметров высокочастотного сигнала в соответствии с законом передаваемой информации называется модуляцией. Высокочастотный сигнал в радиопередатчике формируется задающим генератором.

Элемент, с помощью которого осуществляется воздействие на колебания высокой частоты, называется модулятором. Модулятор является неотъемлемой частью радиопередатчика, так как формирует сигнал информации, подлежащий передаче на расстояние. Модулированные высокочастотные колебания усиливаются усилителем мощности и излучаются в окружающее пространство с помощью антенны.

Радиопередатчик характеризуется следующими параметрами.

1. Мощностью, отдаваемой выходным каскадом в антенну. Увеличение мощности передатчика повышает дальность и надежность радиосвязи.

2. Коэффициентом полезного действия, определяемым как отношение выходной мощности передатчика к мощности, потребляемой от всех источников питания. Особенно важен этот параметр для мощных передатчиков.

3. Диапазоном частот, в котором работает передатчик. При этом перестройка с одной частоты на другую должна осуществляться плавно и по возможности простыми способами.

4. Стабильность частоты, от которой зависят надежность и помехоустойчивость радиосвязи.

5. Коэффициентом гармоник на выходе, определяющим уровень помех радиостанциям, работающим на кратных частотах.

Радиоприемное устройство предназначено для выделения из модулированного высокочастотного колебания, принятого от радиопередатчика, сигнала информации, обеспечивающего нормальную работу потребителя информации.

В качестве нагрузки радиоприемника могут быть использованы телефон, реле, записывающее устройство, установка автоматического регулирования и др.

Полезный сигнал, принятый антенной радиоприемника, сопровождается помехами. Источниками помех являются искровые процессы в различных промышленных установках, работающих поблизости, грозовые разряды, космические излучения и т. д. Поэтому в радиоприемнике имеются специальные цепи для подавления помех.

Процесс непосредственного преобразования модулированных высокочастотных колебаний в информативный сигнал называется Детектированием, а устройство, в котором оно происходит, — детектором. Детектор является неотъемлемой частью любого радиоприемного устройства.

Читайте также  Измерение малых сопротивлений, шунтов

Так как мощность полезного сигнала, принимаемого антенной приемника, обычно мала, то в нем предусматриваются усилитель высокой частоты, нагрузкой которого является детектор, и усилитель низкой частоты, усиливающий после детектора сигнал информации.

Радиоприемник, выполненный по структурной схеме рис. 10.1, Называется приемником прямого усиления, так как Частота принятого радиосигнала при его усилении и фильтрации остается неизменной.

Радиоприемное устройство характеризуется следующими параметрами.

1. Чувствительностью, т. е. способностью радиоприемника принимать слабые сигналы.

Чувствительность оценивается минимальным значением сигнала в антенне, обеспечивающим заданную мощ. ность выходного сигнала информации, и зависит от усилительных свойств усилителей, входящих в схему радиоприемника. Чем больше коэффициент усиления усилителей, тем выше чувствительность радиоприемника.

2. Избирательностью, т. е. способностью приемника выделять из суммы различных сигналов и помех сигналы нужной радиостанции. Чем выше избирательность приемника, тем меньше влияние на полезный сигнал помех и сигналов посторонних радиостанций

Избирательность приемника зависит от числа каскадов в усилителе высокой частоты и качества резонансных фильтров в каждом каскаде. Повышение избирательности приемника связано с увеличением количества контуров и каскадов усиления в приемнике, что повышает его стоимость и усложняет настройку. Поэтому в зависимости от назначения приемника его избирательность имеет конкретное значение, которое задается при проектировании радиоприемника.

Количественно избирательность определяется как отношение коэффициента усиления приемника при его настройке в резонанс к коэффициенту усиления при определенной расстройке: .

3. Выходной мощностью, т. е. мощностью, отдаваемой в нагрузку. Величина этой мощности зависит от назначения приемника и обычно задается при проектировании.

4. Качеством воспроизведения выходного сигнала, характеризующим различие между входным и выходным сигналами информации за счет линейных и нелинейных искажений.

Параметры радиопередатчиков

Для практического применения радиопередатчик должен обладать определенными техническими и эксплуатационными параметрами.

К основным параметрам радиопередатчика, характеризующим его технические показатели, относятся:

1. Диапазон несущих колебаний f1 ….fn ;

2. Количество частот внутри этого диапазона. В самом простом случае радиопередатчик может быть одночастотным и тогда N=1;

3. Шаг сетки рабочих частот Δfш в заданном диапазоне Δfш=(fn – f1)/ (N-1);

4. Нестабильность частоты несущих колебаний. Различают абсолютную и относительную нестабильность частоты. Абсолютной нестабильностью частоты называется отклонение частоты f излучаемого передатчиком сигнала от номинального значения частоты fном. Например, номинальное значение частоты равно fном =120 МГц, а фактически радиопередатчик излучает сигнал частотой f = 119,9994 МГц. Следовательно, абсолютная нестабильность частоты составит

Δfнест = fном – f = 120 – 119,9994 = 0,0006 МГц = 0,6 кГц.

Относительной нестабильностью частоты называется отношение абсолютной нестабильности частоты к ее номинальному значению

В рассмотренном примере относительная нестабильность

Δf = 0,0006/120 = 0,000005 = 5·10 -6

5. Выделенная полоса излучения Δfвыд. При любом виде модуляции – амплитудной, частотной, фазовой и импульсной – спектр сигнала становится или линейчатым (рис.3.19,а) или сплошным (рис.3.19,б), занимая определенную полосу частот ΔfСП

Рис.3.19. Виды спектра излучения радиопередатчика

Для этого спектра выделяется определенная полоса частот Δfвыд. При этом спектр сигнала должен укладываться в выделенную для него полосу. В противном случае излучение одного передатчика могут мешать излучениям других радиопередатчиков, проникая в выделенные для них полосы.

6. Выходная мощность несущих колебаний РАэто активная мощность,поступающая из радиопередатчика в антенну.

7. Суммарная мощность, потребляемая радиопередатчиком от источника электропитания по всем цепям Р0общ.

8. Коэффициент полезного действия или промышленный КПД, определяемый как отношение выходной мощности радиопередатчика к потребляемой им мощности η = РА / Р0общ.

9. Вид модуляции и определяющие его параметры. При амплитудной модуляции таким параметром является коэффициент глубины модуляции, при частотной – девиация частоты, при фазовой – девиация фазы, про импульсной – длительность импульса и период их повторения.

10. Параметры передаваемого сообщения. Таким сообщением может быть речевая, факсимильная, телевизионная, телеметрическая и другая информация. Сообщения могут передаваться в форме аналогового или цифрового сигнала. При аналоговом сообщении основным характеризующим его параметром является полоса частот спектра сигнала, при цифровом – число бит в секунду.

11.Параметры, характеризующие допустимые искажения передаваемого сообщения. В результате процесса модуляции исходное сообщение претерпевает некоторые изменения, т.е. искажается. В каждом конкретном случае устанавливается вид и норма на эти искажения. При передаче синусоидального сигнала таким параметром является коэффициент нелинейных искажений, определяющий появление в исходном сигнале 2-й, 3-й и т.д. гармоник. При передаче импульсных сигналов искажения можно характеризовать по изменению формы сигнала.

12. Побочные излучения радиопередатчика. В идеальном случае радиопередатчик должен излучать только сигнал на частоте несущей и его спектр должен укладываться в выделенную полосу частот. Однако в силу нескольких причин, основной из которых является нелинейный характер процессов, протекающих в каскадах радиопередатчика, в спектре излучаемого им сигнала появляются побочные составляющие. Побочные излучения, лежащие за пределами, но вблизи выделенной полосы частот, называются внеполосными. Кроме них радиопередатчик может излучать гармоники, т.е. сигналы с частотой 2 f0, 3 f0. и т.д., а также субгармоники с более низкой частотой f/n.

Рис.3.20. Побочные излучения радиопередатчика

Кроме того, возможно излучение так называемых «паразитных» колебаний, причиной возникновения которых является самовозбуждение в усилительных каскадах радиопередатчика. Поскольку полностью исключить побочные излучения нельзя то устанавливается норма на их величину. Обычно эта норма составляет не менее минус 60 дБ, т.е. по мощности побочное колебание должно быть меньше мощности основного не менее чем в 10 6 раз.

13. Нормы, связанные с управлением радиопередатчика: время установления в нем нормального режима работы после включения, время перехода с одной частоты несущей на другую, режим полной или частичной мощности излучения.

14. Нормы на надежность и долговечность, массу и габаритные размеры.

Основные характеристики радиоприемников

Чувствительность приемника

Очень важная характеристика радиоприемника для DX. Чем лучше чувствительность радиоприемника, тем больше он сможет принять дальних станций.

Чаще всего чувствительность указывается в микровольтах при соотношении сигнал/шум 10 дБ, т.е. в 3 раза (минимальное соотношение, при котором еще возможен прием однополосного телефонного сигнала). Это минимальное напряжение полезного сигнала, поступающего на антенный вход радиоприемника, которое превышает собственные шумы приемника в 3 раза.

Современные радиоприемники имеют отменную чувствительность ( Динамический диапазон радиоприемника

Динамический диапазон – одна из важнейших характеристик радиоприемников. Что же она означает? Динамическим диапазоном радиоприемника принято называть отношение (обычно в децибелах) максимального входного сигнала к минимальному.

Уровень максимального сигнала ограничен допустимыми нелинейными искажениями, возникающими из-за перегрузки в последнем каскаде УПЧ при сильных сигналах. Минимальный уровень входного сигнала определяется чувствительностью приемника.

Для повышения динамического диапазона увеличивают избирательность высокочастотного тракта радиоприемника, снижают усиление ВЧ и вместе с тем повышают усиление ПЧ и ВЧ.

Иными словами, динамический диапазон характеризует качество приемного тракта радиоприемника.

Избирательность (селективность) приемника

Избирательность радиоприемника – это способность радиоприемника подавлять посторонние сигналы. Любой радиосигнал имеет спектр излучений той или иной ширины. Плюс к этому при передаче сигнала образуются так называемые гармоники – близнецы основного сигнала на соседних частотах, кратных основной.

Радиоприемник с абсолютной избирательностью будет принимать радиосигнал определенной частоты в определенной полосе пропускания. Все соседние сигналы, какой силой бы они не обладали, будут подавляться.

Однако, т.к. радиоприемника с абсолютной избирательность не существует (и вряд ли возможен, как и все абсолютное), то под избирательность радиоприемника понимают степень ослабление сигналов, выходящих за полосу пропускания. Избирательность принято оценивать, как относительное ослабление сигнала при определенной расстройке приемника.

Избирательность радиоприемника определяется входными полосовыми фильтрами и фильтрами промежуточной частоты. Чем круче АЧХ фильтра ПЧ, тем лучше избирательность.

Чаще всего в характеристиках радиоприемников приводится избирательность по соседнему каналу (подавление сигнала помехи на частоте выше или ниже 10 кГц от основного сигнала) и зеркальному (симметричному) каналу (подавление частоты, симметричной ПЧ). Избирательность по зеркальному каналу относится только к супергетеродинному приемнику.

Избирательность по соседнему каналу обеспечивается главным образом трактом ПЧ. Однако сильная помеха на соседнем канале приводит к снижению чувствительности и интермодуляции (перекрестной модуляции), т.к. входные радиочастотные цепи радиоприемника и смеситель мало защищены от действия помехи. Для решения этой проблемы используются диапазонные полосовые фильтры на входе радиоприемника или намеренно снижается чувствительность входной цепи, например с помощью аттенюатора.

Читайте также  Rgb-ночник управляемый руками

В последнее время все большую популярность набирает DSP (цифровая обработка сигнала), процессоры становятся меньше и мощнее. Эта технология не требует фильтров, селективность обеспечивает DSP-процессор.

Стабильность частоты

Стабильность частоты принято характеризовать отношением отклонения частоты к её номинальному значению и выражать в процентах. Чем это отношение меньше, тем выше стабильность. В современных зарубежных радиоприемниках стабильность частоты чаще выражают в PPM (число частей на миллион).

Назначение, классификация и основные параметры радиопередатчиков

Радиопередающие устройства (РПдУ) применяются в сферах телекоммуникации, телевизионного и радиовещания, радиолокации, радионавигации. Стремительное развитие микроэлектроники, аналоговой и цифровой микросхемотехники, микропроцессорной и компьютерной техники оказывает существенное влияние на развитие радиопередающей техники как с точки зрения резкого увеличения функциональных возможностей, так и с точки зрения улучшения ее эксплуатационных показателей.

Это достигается за счет использования новых принципов построения структурных схем передатчиков и схемотехнической реализации отдельных их узлов, реализующих цифровые способы формирования, обработки и преобразования колебаний и сигналов, имеющих различные частоты и уровни мощности.

Радиопередающие устройства (радиопередатчики) предназначены для: формирования колебаний несущей частоты; модуляции их по закону передаваемого сообщения и излучения полученного радиосигнала в пространство или передачи его по физическим линиям связи.

Радиопередающие устройства классифицируют:

1) По назначению: вещательные (радиовещательные, телевизионные), связные, радиолокационные, навигационные, телеметрические и др.

2) По диапазону рабочих волн (километровые, гектометровые, декаметровые, метровые и т.д.).

3) По средней излучаемой мощности передаваемых сигналов:

Под мощностью передатчика понимают мощность, отдаваемую в антенну. Она является одним из наиболее характерных показателей, определяющих дальность действия и надежность работы радиолинии.

По величине мощности передатчики могут быть очень малой (менее 3 Вт), малой (3..100 Вт), средней (0,1…10 кВт), большой (10…100 кВт), сверхбольшой (более 100 кВт) мощности.

4) По виду модуляции сигнала.

5) По условиям эксплуатации: стационарные, бортовые (космические, корабельные, самолетные, автомобильные) и переносные (портативные).

Основными узлами РПдУ являются (рис. 15.1) генератор несущей частоты и модулятор. В современных системах связи РПдУ содержит и другое оборудование, обеспечивающее совместную работу средств связи: источники питания, системы синхронизации, автоматического управления, контроля и сигнализации, защиты и т.д.

Преобразования, выполняемые радиопередающими устройствами:

  • получение высокочастотных колебаний требуемой частоты и мощности;
  • модуляция высокочастотных колебаний сигналом, поступающим от источника информации;
  • фильтрация гармоник и прочих колебаний, частоты которых выходят за пределы необходимой полосы излучения и могут создать помехи другим радиостанциям;
  • излучение модулированных, отфильтрованных и усиленных колебаний через антенну.

Задающий генератор – синтезатор служит для получения высокочастотных колебаний, частота которых соответствует высоким требованиям к точности и стабильности частоты радиопередатчиков.

Наличие синтезатора позволяет проводить преобразование частоты задающего генератора, которая обычно постоянна, в любую другую частоту, которая необходима для обеспечения радиосвязи или вещания.

Синтезатор позволяет создавать ряд частот с высокой точностью и стабильностью, та как стабильность обеспечивается на фиксированной низкой частот а ВЧ колебания формируются с использованием системы Фазовой автоподстройки частоты.( ФАПЧ).

Современные синтезаторы также выполняются с возможностью дистанционного или автоматического управления синтезируемой частотой.

Усилитель мощности позволяет увеличить мощность радиосигнала до заданного уровня. Одним из основных показателей также является высокий коэффициент полезного действия. Выходная цепь усилителя мощности выполняет функции согласования выхода мощного оконечного усилителя с антенной, фильтрации высокочастотных колебаний и передачи усиленных колебаний в антенну. Для существенного повышения мощности используют метод сложения мощностей активных элементов, соединяя их параллельно или последовательно с нагрузкой. Иногда производят сложение в нагрузке мощности от отдельных блоков, общей нагрузкой которых является промежуточный контур, связанный с антенной, так как получить большую мощность от одного каскада усиления даже на мощных транзисторах зачастую невозможно. При сложении одной из важных задач является наличие взаимной связи через нагрузку и источник возбуждения, которая ослабляется при использовании мостовых схем сложения мощности.

Модулятор служит для модуляции несущих высокочастотных колебаний передатчика передаваемым сигналом. В зависимости от назначения передатчика и вида модуляции (амплитудная, частотная, однополосная и др.) процесс модуляции может происходить по разному.

Например, амплитудная модуляция (рис.15.2) может производиться до усилителя мощности на низком уровне сигнала или же ы усилителе мощности на высоком уровне сигнала, частотная модуляция может получаться в синтезаторе частоты либо (реже) в генераторе высокой частоты.

Параметры любого радиопередающего устройства должны удовлетворять требованиям ГОСТов и рекомендациям МСЭ.

Технические показатели радиопередатчиков определяются рядом параметров, в зависимости от назначения:

1. Диапазон частот несущих колебаний f1,…, fN.

2. Количество рабочих частот N внутри этого диапазона.

3. Шаг сетки рабочих частот, определяемый согласно выражению

Dfш = (fN – f1) / (N – 1), где N ³ 2.

Радиопередатчик может работать на любой из фиксированных частот внутри диапазона f1,…, fN .

4. Нестабильность частоты несущих колебаний. Различают абсолютную и относительную нестабильность частоты.

Абсолютной нестабильностью частоты называется отклонение частоты f излучаемого радиопередатчиком сигнала от номинального значения частоты fном. Относительной нестабильностью частоты называется отношение абсолютной нестабильности частоты к ее номинальному значению Df = Dfнест / fном . По существующим международным нормам отклонение от номи­нала частоты передатчика для радиосвязи на гектометровых волнах не должно превышать 0,005 %.

5.Выделенная полоса частот излучения.

6. Выходная мощность несущих колебаний – это максимальная активная мощность высокочастотных колебаний, поступающая в антенну при отсутствии модуляции, при непрерывном излучении. , помимо цифры максимальной мощности, при непрерывной работе характери­зуют значениями пиковой мощности, которая может быть обеспечена в течение ограниченных промежутков времени.

7. Суммарная мощность, потребляемая передатчиком от источника или блока питания по всем цепям.

8. Коэффициент полезного действия или промышленный КПД – определяется как отношение выходной мощности радиопередатчика к потребляемой им мощности.

9. Вид модуляции и определяющие его параметры.

10. Параметры передаваемого сообщения.

11. Параметры, характеризующие допустимые искажения передаваемого сообщения.

12. Побочные излучения радиопередатчика — излучения на частотах, расположенных за пределами полосы, которую занимает передаваемый радиосигнал. К побочным излучениям относятся гар­монические излучения передатчика, паразитные излучения и вредные продукты взаимной модуляции.

Основные параметры передатчиков и приемников

Ниже рассмотрены основыне параметры радиостанций.

Общие параметры

Напряжение источника питания — напряжение источника питания, при котором приемопередатчик остается работоспособным. для базовых радиостанций обычно это напряжение сети переменного тока 220В +/- 10%, для мобильных станций это постоянное напряжение бортовой сети автомомиля (от 12В до 13,8В). Для портативных радиостанций это постоянное напряжение батареи аккумуляторов или гальванических элементов (обычно от 9В до 13,8В)

Потребляемая мощность — мощность, потребляемая от источника питания. Особенно важен этот параметр для портативных радиостанций, так как он определяет время работы от одного комплекта аккумуляторов. Для портативных радиостанций потребляемая мощность указывается для режима передачи, приема и ожидания

Диапазон рабочих температур — температура окружающей среды, при которой приемопередатчик остается работоспособным. Для базовых радиостанций это диапазон комнатных температур, а для мобильных и портативных этот диапазон должен быть более широким (желательно, от -30 до +50 градусов Цельсия).

Параметры приемников

Диапазон принимаемых частот — область частот, на которые приемник может быть настроен (в СиБи — это набор фиксированных частот, в поддиапазонах А — F, в каждом из которых 40 частот; значения частот приведенытут).

Чувствительность — это минимальное напряжение высокой, частоты при котором получается стандартная выходная мощность звуковой частоты и обеспечивается допустимое отношение сигнал/шум. Для измерения чувствительности генератор сигналов через эквивалент антенны (резистор 50 Ом) подключают к входу приемника; устанавливают по шкале генератора сигналов или дополнительного частотомера требуемую частоту и включают модуляцию (в соответствии с выбранным режимом AM или FM). К выходу приемника подключают вольтметр переменного тока. Регулятор громкости устанавливают в положение максимального усиления. Если в приемнике есть регулятор усиления по высокой частоте, то его также устанавливают в положение максимального усиления. Изменением уровня сигнала от генератора сигналов добиваются на выходе приемника напряжения, соответствующего стандартной выходной мощности. После этого выключают модуляцию генератора сигналов и измеряют уровень шумов на выходе приемника. Если отношение сигнал/шум на выходе приемника при этом меньше заданного/ то чувствительность приемника ограничена шумами и измерение чувствительности следует повторить/ постепенно повышая входное напряжение до получения паспортного соотношения сигнал/шум. Чувствительность измеряют при следующих условиях: ручной шумоподави-тель выключен, глубина модуляции 90% при AM, девиация частоты 1,8 КГц при FM, модулирующая частота 1000 Гц, стандартная выходная мощность 50 мВА, стандартное отношении сигнал/шум 12 дБ. Чувствительность обычно указывается в микровольтах при заданном соотношении сигнал/шум.

Читайте также  Устройство стабилизации сетевого напряжения

Избирательность по соседнему каналу — способность приемника ослаблять мешающее воздействие сигнала, который имеет частоту соседнего относительно измеряемого канала. К сожалению, использование двух стандартов «российского» и «европейского» приводит к тому, что «соседние» каналы разных сеток частично попадают в полосу пропускания приемника. Избирательность по соседнему каналу, в основном, определяет фильтр основной селекции в усилителе второй промежуточной частоты.
Избирательность по побочным каналам приема — способность приемника ослаблять мешающее воздействие сигналов, которые соответствуют зеркальным частотам приема, промежуточным частотам, частотам приема на гармониках гетеродина и так далее.
Избирательность по соседнему каналу и побочным каналам приема обычно измеряют односигнальным способом. Схема измерения не отличается от схемы измерения чувствительности. Сначала генератор сигналов настраивают на частоту рабочего канала и устанавливают уровень сигнала, соответствующий чувствительности. Затем устанавливают на генераторе сигналов частоту соседнего, зеркального и других побочных каналов приема и увеличивают входное напряжение до значения, при котором на выходе приемника получится прежнее значение выходного сигнала. Отношение этой величины входного напряжения к величине чувствительности и будет являться соответствующей избирательностью приемника. Величина избирательности обычно указывается в децибелах.

Динамический диапазон — определяет реальную избирательность приемника в условиях помех. Присутствие на входе приемника одновременно с полезным сигналом мощных помех, находящихся вне полосы пропускания приемника, может привести к появлению комбинационных помех, к «забитию» (или блокированию) полезного сигнала помехой или к перекрестной
модуляции.
Комбинационные помехи образуются при наличии но входе двух и более мешающих сигналов. Из-за нелинейности амплитудной характеристики различных каскадов (в первую очередь УВЧ) образуются комбинационные частоты, попадающие в полосу пропускания приемника. Комбинационные частоты третьего порядка определяются соотношениями:

fn = 2 * fl — f2 Или fn = 2 * f2- fl

где fn — комбинационная частота;
fl — частота первого сигнала;
f2 — частота второго сигнала

Например, если в 30 и 32 каналах одновременно имеются два мощных сигнала, то комбинационные помехи третьего порядка будут прослушиваться в 28 и 34 каналах. Комбинационные помехи также являются причиной прослушивания на СиБи вещательных радиостанций, которые работают, на самом деле, на других частотах.
Явление «забития» проявляется в виде ослабления или полного пропадания полезного сигнала на выходе приемника. Причиной «забития» является уменьшение коэффициента усиления какого-либо каскада приемника. Такие помехи создают друг другу близко расположенные СиБи станции. Если мешающий сигнал модулирован по амплитуде, то может возникать перекрестная модуляция. Она проявляется в модуляции полезного сигнала сигналом помехи и особенна заметна, когда модуляция полезного сигнала отсутствует. При пропадании полезного сигнала пропадает и перекрестная модуляция. Перекрестная модуляция наиболее выражена при работе в режиме AM. При работе в режиме FM ограничитель сигналов и частотный детектор подавляют амплитудную модуляцию. Динамический диапазон у простых приемопередатчиков (ALAN 100+) может быть около 45 дБ, а у профессиональных связных приемников может превышать 100 — 120 дБ.

Измерение Динамического диапазона приемника достаточно сложно и требует применения двух генераторов сигналов. Пользователю СиБи приемопередатчика можно рекомендовать два пути улучшения реальной избирательности. Во-первых, при наличии регулировки по ВЧ (RF GAIN) всегда устанавливать минимально необходимое усиление. В0-вторых, использовать аттенюатор на входе приемника. Следует отметить, что при одновременном ослаблении полезного сигнала и сигнала помехи перекрестная модуляция и комбинационные сигналы уменьшаютя гораздо быстрее полезного сигнала.

Ширина полосы пропускания — интервал частот, на границах которого чувствительность снижается в 2 раза (на 6 дБ) относительно центральной частоты канала. Для приема AM или FM сигналов требуется полоса пропускания не менее 6 КГц, а для приема SSB около 3 КГц. Ширину полосы пропускания, как и избирательность по соседнему каналу, в значительной мере определяет фильтр основной селекции в усилителе второй промежуточной частоты.

Диапазон эффективно воспроизводимых звуковых частот — диапазон звуковых частот, на границах которого уровень выходного сигнала снижается в 2 раза (на 6 дБ) относительно центральной частоты. Для приема речевых сигналов требуется полоса пропускания 300 — 3000 Гц

Стабильность частоты приема — величина ухода частоты под воздействием самопрогрева, изменения внешней температуры, влажности, напряжения источника питания и механических воздействий. Для приема AM FM сигналов уход частоты не должен превышать 0,005%, а для приема SSB — 0,0005% от номинального значения, что составляет в СиБи диапазоне около 1300 Гц и 130 Гц соответственно

Выходная мощность — мощность усилителя низкой частоты приемника. Для работы на головные телефоны достаточна мощность 0,1 Вт, а для работы на громкоговоритель 3 — 5 Вт

Эффективность действия АРУ — величина, характеризующая степень постоянства уровня сигнала на выходе приемника при изменении уровня сигнала на входе. Обычно все СиБи приемники имеют эффективную АРУ.

Диапазон регулировки шумоподавителя — диапазон- сигналов на входе приемника, которые «открывают» шумоподавитель.

Параметры передатчиков

Диапазон рабочих частот — область частот, на которые передатчик может быть настроен (в СиБи — это набор фиксированных частот, в поддиапазонах А — F, в каждом из которых 40 частот; значения частот приведены в приложении). Диапазон рабочих частот передатчика и приемника в СиБи трансиверах совпадают.

Вид модуляции. В СиБи используется амплитудная модуляция, узкополосная частотная модуляция и однополосная модуляция с верхней или нижней боковыми полосами.

Глубина модуляции — это характеристика амплитудной модуляции, показывающая, на сколько процентов изменяется уровень выходного сигнала передатчика в момент действия модулирующего сигнала с максимальной амплитудой. Чем больше глубина модуляции, тем громче сигнал на выходе приемника. В СиБи передатчиках используется глубина модуляции, близкая К 100%.

Девиация сигнала — это характеристика частотной модуляции, показывающая, на сколько изменяется частота выходного сигнала передатчика в момент действия модулирующего сигнала с максимальной амплитудой. Чем больше девиация, тем громче сигнал но выходе приемника. В СиБи передатчиках используется девиация около 2,0 КГц, что обеспечивает ширину полосы излучаемых частот не более 10 КГц.

Мощность излучения — это мощность, которую передатчик отдает в нагрузку. При работе в режиме частотной модуляции мощность не зависит от модуляции, а в режиме амплитудной и однополосной модуляции мощность зависит от модулирующего сигнала. Поэтому в этих режимах измеряется пиковая мощность, то есть мощность, которую отдает передатчик в момент максимального значения модулирующего сигнала.

Ширина полосы частот излучения — это полоса частот, в которой передатчик излучает основной сигнал. Ширина полосы частот излучения зависит от вида модуляции и ширины спектра частот модулирующего сигнала. При соблюдении установленных норм на СиБи передатчики (Приложение 1) ширина полосы составляет около 10 КГц для амплитудной и частотной модуляции и 4 КГц для однополосной. В случав слишком большой девиации частоты или перегрузки каскадом передатчика, полоса излучение может значительно расширяться, что приводит к возникновению помех в соседних каналах.

Уровень побочных излучений. Любой реальный передатчик излучает не только основной сигнал, но и побочные, то есть такие, частота которых не лежит в полосе частот основного сигнала. Для того чтобы побочные излучении не создавали помех, их величина должна быть минимальной Уровень побочных излучений СиБи передатчика должен 6ыть меньше основного сигнала не менее, чем на 40Дб.

Диапазон передаваемых звуковых частот — диапазон звуковых частот на границах которого уровень модулирующего сигнала снижается в 2 раза (на 6 дБ) относительно центральной частоты. Для разборчивой передачи речевых сигналов требуется полоса от 300 до 3000 Гц.

Стабильность частоты передачи — величина ухода частоты под воздействием самопрогрева, изменения внешней температуры, влажности, напряжения источника питания и механических воздействий. Для AM и FM передатчиков сигналов уход частоты не должен превышать 0,005%, а для SSB — 0,0005% от номинального значения, что составляет на частоте 27 МГц около 1300 Гц и 130 Гц соответственно.