Контролер ПРМД

Контролер ПРМД призначений для забезпечення роботи радіостанції у відповідності до заданих алгоритмів і є центральним керуючим блоком.

Будову і принцип роботи контролера пояснює структурна і принципова електричні схеми. Структурна електрична схема приведена на рисунку 2, принципова електрична схема в додатку.

Контролер виконує наступні функції:

- забезпечення обміну інформацією з пультом ПУС у вигляді послідовних кодів;

- управлінням приймачем-передавачем: це налаштування синтезатора частоти, ввімкнення (вимкнення) передавача, зміна рівнів потужності, рівня подавлення шумів, аналіз норм синтезатора частоти, підсилювачем потужності,

- посилання тональних сигналів. При отриманні інформації з ПУС про передавання одного з тональних викликів мікропроцесор формує на порті Р3.1 меандр з частотою виклику;

- керування НЧ трактом, ключами комутації НЧ сигналів:

- керування програмуванням і зчитуванням інформації з РПЗП.

Функціонально до контролера входять:

- однокристалевий мікропроцесор (МП, D4);

- порти виходу (D7) для регулювання рівнів потужності та подавлювача шуму;

- стабілізатори напруг (D8, D9);

- НЧ тракт на передавання;

- НЧ тракт на приймання;

- ключі взаємодії з ПЕОМ (VT2, VT4, D4);

- схема УАВР (D11)

Однокристалевий мікропроцесор D4 безпосередньо виконує арифметичні і логічні операції над даними, здійснює програмне керівництво процесом обробки інформації, організовує взаємодію всіх вузлів, що входять до контролера. Програма, що керує всіма діями, записана в МП і зміні не підлягає, крім інформації, яка зберігається в РПЗП.

РПЗП призначений для тривалого енергонезалежного зберігання інформації про робочі канали радіостанції, дозволену кількість робочих каналів (до 6-ти), тональні частоти виклику і тональну частоту приймання радіостанції і т.д. згідно з додатком Б.

Модифікація інформації РПЗП проходить під управлінням програмного забезпечення і за допомогою ПЕОМ, що поєднується до радіостанції. Зчитування інформації, що зберігається в РПЗП, відбувається в процесі роботи радіостанції.

Порти виходу виконані на регістрі D7. Інформація на порти виходу надходить безпосередньо з МП.

Через порти здійснюється управління рівнями потужності та знедіювача шуму:

- контакт (1-3) D7 - управління рівнем потужності;

- контакт (4-6) D7 - управління рівнем подавлювача шуму;

- контакт (7) D7 - ключ ПШ.

Стабілізатори напруг (D8, D9) призначені для створення і стабілізації робочих напруг плюс 9 В, плюс 5 В.

Мікрофонний підсилювач служить для підсилення НЧ сигналу, що надходить з блока БА-6 і зібраний на елементі D2.1. На підсилювачі D2.2 виконана схема передкоректора плюс 6 дБ/октава та суматор сигналів з входу "НЧ від ТУ-ТС" і цифрового сигналу МП. На елементах VT1, VТ5 зібраний обмежувач, на D10.1 -буферний підсилювач, а фільтр низької частоти - на операційних підсилювачах D10.2, D10.3. Рівень девіації з блока БА-6 встановлюється за допомогою резистора Р17.

Схема НЧ тракту на приймання складається з післякоректора мінус 6 дБ/октава D3.1, ключа відкриття тракту на приймання D5.3, компаратора D3.2 для перетворення НЧ сигналу в цифрову форму.

З виходу підсилювача D3.4 сигнал подається на блок БА-6 транзитом через приймач і підсилювач потужності. Крім того, сигнал приймача через суматор D10 подається на роз'єм для під'єднання магнітофона.

Ключі взаємодії з ЕОМ, зібрані на транзисторах VТ2,VТ4, виконують роль буферів і використовуються для узгодження рівнів сигналів обміну між МП і зовнішніми пристроями (RS232), для програмування радіостанції, передавання даних.

Аналізатор рівня сигналів призначений для перетворення постійної напруги сигналу реєстрації, пропорційного рівню ВЧ-сигналу на антенному вході приймача, в часову затримку. Аналізатор рівня сигналу є складовою частиною пристрою автоматичного вибору радіостанції (УАВР) з покращеною якістю зв'язку і зібраний на D12.1, D12.2, D11.1, D11.2. Чим вище рівень ВЧ сигналу на антенному вході приймача, тим швидше формується сигнал спрацювання УАВР.

Цифровий обмін між контролером, блоком БА-6 та іншими пристроями проходить по колах ТХD, РХD.

Рисунок 2 – Електрична структурна схема ПРМД

Контрольні запитання

1 Перерахуйте основні елементи контролера ПРМД.

2 Які функції виконує мікропроцесор контролера?

3 Пояснити тракт НЧ контролера при передачі.

4 Пояснити тракт НЧ контролера при прийомі.

5 Пояснити за допомогою якої мікросхеми здійснюється встановлення рівнів вихідної потужності та рівнів подавлювача шумів.

7.2 Підсилювач потужності КХ діапазону

Підсилювач потужності КХ діапазону призначений для роботи у складі радіостанції "Оріон РС-6" в діапазоні частот (2,130-2,150) МГц.

Будову і принцип роботи підсилювача потужності пояснює структурна схема на рисунку 3 і схема електрична принципова в додатку.

Функціонально підсилювач складається із таких вузлів:

- подільника частоти на два;

- двотактних підсилювачів ВЧ;

- фільтра нижніх частот;

- стабілізаторів напруги плюс 9 В і плюс 5 В;

- схеми АРП;

- антенного комутатора;

- схеми ввімкнення ВЕН;

- схеми контролю КСХ;

- регулювального атенюатора;

- схеми узгодження радіостанції з лінією.

Рисунок 3 – Структурна схема підсилювача потужності КХ діапазону
Частотно-модульоване коливання рівнем близько (800 - 1000) мВ і частотою в два рази вищою, ніж робоча з синтезатора частоти через роз'єм Х1 поступає на вхід подільника частоти. Подільник частоти на два виконаний на основі D-тригера мікросхеми D2. Поділена частота, що відповідає робочій частоті, рівнем близько 5 В підсилюється за струмом мікросхемою D4.

Далі ВЧ сигнал у вигляді меандра зі скважністю 2 поступає на два каскади підсилення, які виконані по двотактній схемі на транзисторах VТ2, VТЗ і VТ6, VТ7 і працюють в режимі класу "С".

Вихідний фільтр ФНЧ LЗ, С41 - С43, L.4, С39, С40, С45, L5, С5 - С54, 19, С65, С66, С69 забезпечує реальне навантаження підсилювача потужності і знижує рівень гармонійних складових сигналу.

Перемикання режимів "Приймання" і "Передавання" здійснює ключ на транзис­торі VT14.

Стабілізатор напруги плюс 9 В на мікросхемі D1 забезпечує стабілізованою напругою схеми АРП і контролю КСХ (VТ4, D5). Стабілізатор плюс 5 В на транзисторі VT1 живить трігер D2 і підсилювач D4.

Необхідний рівень вихідної потужності від рівня РО до Р7 встановлюється відповідною напругою, що присутня на контакті 14 роз'єму Х2 і підтримується схемою АРП на елементах D5.3, VТ4.

Антенний комутатор на елементах VТ10, VD1-VD2, VD13, VD14 не пропускає ВЧ-сигнал до приймача з виходу підсилювача потужності в режимі "Передавання". При цьому транзистор VТ10 закритий, а діод VD13, VD14 закриті за рахунок випрямленої діодами VD1, VD2 напруги рівнем близьким (50 - 60) В. В режимі "Приймання" транзистор VТ10 відкритий і сигнал з антени через відкриті діоди VD13, VD14 і регульований атенюатор приходить на роз'єм Х4.

Регулювальний атенюатор послаблює вхідний сигнал приймача в залежності від позиції перемикача на 10, 20, ЗО, 40 дБ.

Контролювання за рівнем КСХ здійснює схема на елементах ТЗ, VD4, VD5, D5, VТ9. При КСХ ˂ 3,5 на виводі 7 мікросхеми D5 присутній рівень "ЛОГ. 1" і транзистор VТ9 формує команду "Норма ПРД" ("ЛОГ. 0").

При гіршому КСХ, XX чи КЗ на виводі 7 мікросхеми D5 присутній рівень "ЛОГ.1, транзистор VТ9 закритий і на контролер поступає сигнал "Ненорма" (ЛОГ. 1) через контакт 7 роз'єму Х2.

На роз'ємі АНТ присутня напруга 13,2 В, яка необхідна для вимірювального елемента настроювання (ВЕН) у випадку настроювання антенно-узгоджувального пристрою (ПАУ-С). Якщо ВЕН замикає коло, в ПАУ (ПАУ-С) тоді відкриваються транзистори VT11, VTТ12, VТ13 і вмикається передавач.

При виникненні КЗ на виході АНТ транзистор VТ11 переходить в режим стабілізації струму, транзистор VТ13 закривається і передавач переходить в режим "Приймання" до тих пір, поки не буде ліквідоване КЗ на виході передавача.

Трансформатор Т4 перетворює несиметричний вихід НЧ лінії в симетричний і гальванічно розв'язує радіоблок з двопровідною лінією.

Діоди VD10, VD11 розв'язують по лінії сигналів взаємодії основний і допоміжний пульти керування, які з'єднані з радіоблоком через роз'єми Х5 і Х6.

Контрольні запитання

1Для чого призначений антенний комутатор, пояснити принцип його дії.

2 Перерахувати з чого складається ВЧ тракт передачі.

3Які елементи входять в фільтр НЧ і його призначення.

4 В якому випадку буде блокована робота передавача.

5 Пояснити принцип роботи АРП.

7.3 Приймач КХ діапазону

Структурна електрична схема приймача КХ діапазону приведена на рисунку 4

Приймач виконаний по супергетеродинній схемі з подвійним перетворенням частоти і функціонально складається з таких вузлів:

- вхідного смугового фільтра;

- змішувача;

- генераторів керованих напругою (ГКН);

- програмованого синтезатора частоти;

- підсилювача проміжної частоти;

- підсилювача низької частоти;

- знедіювача імпульсних завад;

- знедіювача шуму;

- стабілізатора напруги.

Рисунок 4 – Структурна електрична схема приймача КХ діапазону

Вхідний смуговий фільтр забезпечує вибірковість приймача за побічними та дзеркальними каналами. До складу преселектора входять фільтри L1, С7, L2, С13, LЗ, С25,L4, С27, підсилювач високої частоти VТ4, обмежувач на діодах VD1.

Змішувач виконаний на транзисторі VТ9. На перший затвор подається сигнал від преселектора. На другий затвор подається сигнал від ГКН. Навантагою змішувача є контур L5 С38, налаштований на частоту першої проміжної частоти (fпч = 21,4 МГц).

Гетеродин виконаний на транзисторі VТ18 і являє собою ГКН з ємнісною триточкою. ГКН настроєний на частоти

f₁ = 23,530 МГц та f₂ = 23,550 МГц, які - відповідають робочим частотам f_p1 = 2,130 МГц та fр₂ = 2,150 МГц. Перемикання частот відбувається за допомогою синтезатора частот на мікросхемі D2 (UМА 1018). До складу СЧ входять кварцевий резонатор ZQ2, кола ФАПЧ. Синтезатор частот в залежності від частоти, на якій працює радіостанція, видає відповідну напругу керування (від 0,5 В до 4,5 В) на ГКН.

Тракт першої проміжної частоти на елементах ZL1, ZL2, VТ13 забезпечує подавлення другої дзеркальної частоти (f_н= 910 кГц) і частково частот сусідніх каналів.

Подавлювач шуму призначений для закриття тракту низької частоти приймача при відсутності сигналу на його вході або при великих завадах. Це захищає оператора від шумів. Сигнал на вхід подавлювача шуму поступає від мікросхеми D1 через ФВЧ С116, R112, С117, С119, R114. На мікросхемі D3.2 виконаний підсилювач. З його виходу сигнал поступає на детектори шуму на мікросхеми D3.3 та D3.4. З виходу D4.2 об'єднаний та підсилений сигнал поступає на компаратор D4.3, на виході 8 якого при відсутності корисного сигналу буде рівень "ЛОГ. 0". При наявності НЧ сигналу (рівень "ЛОГ. 1) вмикає ключі D5.2, D5.3 та D5.4 і НЧ сигнал проходить в тракт приймання на платі контролера. На мікросхемі D4.4 побудований подавлювач шуму, який працює по рівнях, які встановлюються з пульта керування. Вибір рівня визначається шумовою ситуацією, в якій працює радіостанція.

Подавлювач імпульсних завад виконаний на мікросхемі D6.

Подавлювач імпульсних завад призначений для закриття тракту приймання в момент, коли на приймач діє імпульсна завада. До складу подавлювача імпульсних завад входять підсилювачі на транзисторахVТ1 та VТЗ. Транзистори VT5, VT8, VT10 формують блокувальний імпульс при поступленні на вхід приймача додатніх імпульсів, а транзистори VT11, VT12- від'ємних. Транзистори VT2 та VТ7 закривають тракт на момент дії блокувального імпульса.

На транзисторі VT15 виконано ГКН, в якому формується подвоєна частота передавання (f_прд1 = 4,260 МГц, f_прд2= 4,300 МГц). Через резистори R77, R79, R80, конденсатор С82, варікап VD4 подається НЧ сигнал з контакту 24 роз'єму ХЗ. Дані сигнали в базі VT15 модулюються і подаються в тракт передавання плати підсилювача потужності через роз'єм Х2.

Для живлення всіх вузлів плати приймача використовується стабілізатор напруги на мікросхемі D7 та транзисторах VТ22, VТ23, VT24.

Контрольні запитання

1 Перерахуйте основні вузли приймача.

2 Пояснити як в приймачі одержують першу проміжну частоту 21,4 МГц.

3 Пояснити як в приймачі одержують другу проміжну частоту 455 кГц.

4 Як в схемі здійснюється частотна модуляція.

5 Пояснити роботу шумоподавлювача.

7.4 Підсилювач потужності УКХ

Підсилювач потужності УКХ призначений для роботи у складі радіостанції "Оріон РС-6" в діапазоні УКХ (146 - 174) МГц.

Будову і принцип роботи підсилювача потужності пояснює структурна схема на рисунку 5 і схема електрична принципова, яка приведена в додатку.

Функціонально підсилювач складається із таких вузлів:

- фільтра живлення;

- схеми захисту від перевищення напруги живлення і перевантаження по струму;

- підсилювачів ВЧ;

- схеми керування роботою підсилювача потужності;

- схеми контролю КСХ на виході підсилювача потужності;

- схеми узгодження радіостанції з лінією.

Рисунок 5 – Електрична структурна схема підсилювача потужності УКХ

При ввімкненні блока живлення напруга 13,2 В подається на плату підсилювача потужності через роз'єм ХЗ (контакти 1, 2, 3, 4) і вхідний фільтр.

Вхідний фільтр С2, L1, С4 послаблює рівень імпульсних завад, що виникають в блоці живлення радіостанції, а також захищає блок живлення від радіозавад, які можуть надходити від підсилювача ВЧ Діод VD1 захищає радіоблок від неправильного під'єднання його до блока живлення.

З вхідного фільтра напруга живлення поступає через ключі VТ2, VТ5 на стабілізатор напруги плюс 8 В на мікросхемі D2і плату приймача через роз'єм Х2 (контакти 6, 13). При збільшенні струму споживання радіоблоком транзистори VТ2, VТ5 переходять в режим стабілізації струму, рівень якого визначається величиною резисторів R7, R8.

При перевищенні напруги живлення рівня, що визначає співвідношенкя резисторів R4, R5, відкриваються транзистори VТ1, VТЗ і закривається транзистор VТ5.

.Стабілізатор на мікросхемі D2 формує напругу плюс 8 В для живлення контролера і перших каскадів підсилювача ВЧ і схеми керування підсилювача потужності.

Підсилювач ВЧ підсилює сигнал, який через роз'єм Х1 поступає через конден­сатор С1 рівнем (150 - 250) мВ, до рівня (15-20) Вт в діапазоні частот (146 -174) МГц.

Підсилення ВЧ сигналу здійснюється транзисторами VТ4, VТ6, VТ12, VТ14. Перший каскад працює в режимі "А", другий в режимі "АВ", що забезпечує максимальне підсилення. Решта каскадів працюють в режимі "С", що забезпечує максимальний коефіцієнт корисної дії.

Існує вісім рівнів вихідної потужності, від Р0 до Р7. Необхідний рівень ВЧ залежить від рівня опорної напруги на виводі 2 мікросхеми D3.1 і визначається напругою, що через контакт 14 роз'єму Х2 приходить з контролера. Підтримує- необхідний рівень вихідної напруги регулювальний транзистор VТ11, мікросхема D3.1.

Антенний комутатор здійснює під'єднання підсилювача ВЧ до ФНЧ і антени в режимі "Передавання" і під'єднання входу приймача (роз'єм Х4) до антени в режимі "Приймання". ФНЧ на елементах L21, L22, L23, С68 - С73, С76 - С78 зменшує гармонійні складові ВЧ сигналу не менше ніж на 60 дБ на частотах більше 1,5f_з.

Контроль за рівнем КСХ на виході підсилювача ВЧ здійснює схема на елементах VD7, VD8, D3.4 Сигнал, пропорційний рівню падаючої хвилі, детектується діодом VD7, поступає на вивід 10 мікросхеми D3 і на вхід схеми АРП (вивід 3 мікросхеми D3).

Сигнал, пропорційний рівню відбитої хвилі, детектується діодом VD8 і поступає на вивід 9 мікросхеми D3.

Мікросхеми D3.2, D3.3 і транзистор VТ13 формують команду "Норма ПРД" ("ЛОГ. 1" на виводі 7 роз'єму Х2) при будь-якому рівні вихідної потужності і команд "Ненорма" ("ЛОГ. 0") при відсутності ВЧ напруги на виході підсилювача або при XX, КЗ чи значному погіршенні КСХ антени.

Трансформатор Т1 перетворює несиметричний вихід НЧ лінії в симетричний і гальванічно розв'язує радіоблок з двопроводовою лінією.

Діоди VD10 і VD11розв'язують по лінії сигналів взаємодії основний і допоміжний пульти керування, які з'єднані з радіоблоком через роз'єми Х5 і Х6.

Контрольні запитання

1Для чого призначений антенний комутатор, пояснити принцип його дії.

2 Перерахувати з чого складається ВЧ тракт передачі.

3Які елементи входять в схему контролю КСХ.

4 Пояснити схему захисту від перенапруги і КЗ схеми електроживлення.

5 Пояснити принцип роботи АРП.

7.5 Приймач УКХ діапазону

Приймач УКХ виконаний по супергетеродинній схемі з подвійним перетворенням частоти і функціонально складається з таких вузлів:

- вхідного фільтра;

- змішувача і тракта першої проміжної частоти;

- синтезатора частот;

- тракту приймача із другим перетворенням частоти;

- НЧ-тракта і знедіювача шуму.

Будову і принцип роботи приймача пояснює структурна схема на рисунку 7 і схема електрична принципова приведена в додатку

Вхідний фільтр забезпечує вибірковість за дзеркальним каналом і здійснює підсилення вхідного ВЧ-сигналу (VT1). Чотириланковий фільтр (L1, L2, LЗ, L4) забезпечує вибірковість більше 80 дБ. Смуга частот пропускання фільтра знаходиться в межах від 4 МГц до 6 МГц. Для перекривання смуги частот настроювання здійснюється перелаштування фільтра за допомогою варікапів VD1-VD8.

Синтезатор частот формує сітку частот з кроком перестроювання 25 кГц або 12,5 кГц в діапазоні частот передавання. Частота зміщена на 21,4 МГц відносно частоти приймача.

Генератор керований напругою (ГКН) А1 формує частоту передавання або частоту приймання при подаванні живлення на вивід 5 або 9 відповідно через ключі VТ6 - VТ9. За входами UPRМ, UPRD здійснюється перестроювання частоти в межах заданого діапазону і підтримання її стабільності. Модуляція за частотою в режимі передавання здійснюється подачею НЧ-сигналу на вхід "МОD". Мікросхема синтезатора частоти D2 забезпечує підстроювання частоти ГКН за допомогою фазового підстроювання частоти (ФАПЧ) при порівнянні її з еталонною. Еталонна частота порівняння (12,5 кГц) формується мікросхемою з опорної частоти від генератора на елементах VТ5 і ZQ3. Значення певної частоти задається контролером, подачею кодограм за входами Е, D, С мікросхеми D2. Форма кодограм повинна відповідати рисунку 6.

Рисунок 6

Змішувач на транзисторах VТ2, VTЗ виконаний по схемі з спільним стоком. На затвори транзисторів через узгоджувальний трансформатор Т2 поступає сигнал гете­родина від ГКН, а на інший затвор транзисторів поступає сигнал ВЧ з вхідного фільтра. З цих двох сигнапів формується сигнал першої проміжної частоти f = 21,4 МГц.

Рисунок 7- Електрична структурна схема приймача УКХ діапазону

Тракт першої проміжної частоти на елементах ZL1, ZL2, VT4забезпечує знєдіювання другої дзеркальної частоти (f_з = 910 кГц) і частково частот сусідніх каналів.

Мікросхема D1 здійснює друге перетворення частоти, підсилення і фільтрацію другої проміжної частоти (ПЧ), детектування і підсилення НЧ сигналу.

Резонатор ZQ1 стабілізує частоту генератора 20,945 МГц для другого перетворення. П'єзокерамічні фільтри ZL3, ZL4 забезпечують фільтрацію другої ПЧ і визначають вибірковість за сусіднім каналом. Контур ZQ2, С35 налаштований на середину кривої фазового дискримінатора, забезпечує мінімальний коефіцієнт гармонік НЧ-сигналу при детектуванні.

НЧ-тракт забезпечує підсилення та фільтрацію НЧ-сигналу в межах смуги від 300 Гц до 3400 Гц. Знедіювач шуму закриває НЧ-тракт при перевищенні шумами певного рівня.

Контрольні запитання

1 Перерахуйте основні вузли приймача.

2 Пояснити як в приймачі одержують першу проміжну частоту 21,4 МГц.

3 Пояснити як в приймачі одержують другу проміжну частоту 455 кГц.

4 Як в схемі здійснюється частотна модуляція.

5 Які функції виконує синтезатор частоти, вказати на яких елементах побудована схема синтезатора частоти.

Дата добавления: 2014-11-29