Аппаратура модуляции и усиления (АМУ1, АМУ2)

Аппаратурой модуляции и усиления (АМУ1, АМУ2). Формируются ВЧ сигналы “широкого” и “узкого” каналов. В аппаратуре АФСМ шкафа РМК формируются модулирующие сигналы Uнбч, Uбч, Ucо. Этими сигналами в АМУ модулируется по амплитуде отдельно несущая “узкого” канала и отдельно несущая “широкого” канала.

Возбудитель

Возбудитель (А35) предназначен для формирования ВЧ- непрерывного синусоидального сигнала на одной из 40 фиксированных частот в диапазоне 108 - 112МГц. Он выполняет роль задающего устройства и входит в состав АМУ. Функциональная схема АМУ приведена на рисунке 18

ВЧ несущая частота, выбранная для конкретного радиомаяка из 40-канальной сетки частот в диапазоне 108...112МГц, задается сменой кварцевого резонатора в А35.

Основные технические характеристики возбудителя:

–число частотных каналов—40;

–выходная мощность на выходе ОСг— (160± 10) мВт;

– на выходах 1, 2, 3— (4± 2)мВт, 4 — не менее 15 мкВт.

Кварцевым генератором генерируются стабильные ВЧ колебания в диапазоне от 54 до 56МГц в зависимости от частоты кварцевого резонатора. Потенциометр ЧАСТ дает возможность подстроить частоту кварцевого генератора (возбудителя).

Через буферный усилитель сигнал поступает на удвоитель частоты и далее на регулируемый усилитель мощности.

В цепях регулируемого усилителя имеются фильтры для ослабления уровней сигналов на частоте кварцевого резонатора и на частотах, кратных основной рабочей частоте.

C выхода усилителя ВЧ колебания поступают на делитель мощности, с которого основная часть мощности поступает на формирователь Ф1(А39– выход ОСг), а оставшаяся часть— на модулятор НБЧ (А37), модулятор БЧ (А36), амплитудный детектор и приемник.

Рисунок 18 - Функциональная схема АМУ

На выходе амплитудного детектора формируется постоянное напряжение для контроля работы возбудителя (сигнал “Контр. возбуд.”) и управления регулируемым усилителем.

Модулятор АМ УК

Модулятор АМ ИЦРВ.467761.009 используется для модуляции ВЧ несущей частоты, поступающей с возбудителя, для работы “узкого” канала РМК. (См. рисунок 18. Функциональная схема АМУ, где - модулятор БЧ УК модуль А36, модулятор НБЧ УК модуль А37).

Стабильные ВЧ колебания мощностью 4 мВт усиливаются в модуляторах цепочкой последовательно соединенных усилительных каскадов до мощности 4 – 6Вт.

Амплитудная модуляция ВЧ колебаний осуществляется в оконечных усилителях. При этом огибающая амплитуд ВЧ колебаний изменяется по закону изменения управляющего сигнала. В модуляторе НБЧ это сигнал “U НБЧ”, поступающий с ФНБЧ–А23, в модуляторе БЧ— сигналы “АБЧ” с ФБЧА (А21).

Модулятор имеет следующие технические характеристики:

–уровень входной мощности— (4± 2)мВт;

–средняя мощность на выходе при управляющем постоянном напряжении (1,00± 0,05) В– (4,0± 0,7)Вт;

–нелинейные искажения, вносимые модулятором, при КАМ до 70% в диапазоне частот модуляции 25...11000Гцне превышают3%.

Управляющие модулирующие сигналы с ФНБЧ и ФБЧА поступают на схему модуляции через усилитель обратной связи (ОС).

Глубокая отрицательная обратная связь по огибающей ВЧ сигнала, охватывающая оконечные модулирующие усилители, введена с целью стабилизации выходной мощности, а также для обеспечения высокой точности установки и поддержания коэффициента АМ при малых искажениях огибающей в модуляторе.

На один из входов усилителя ОС поступает управляющий сигнал, а на другой — продетектированный сигнал с выхода модулируемых усилителей.

Усилитель ОС производит их сравнение, выделение сигнала ошибки и его усиление.

Выделение огибающей ВЧ сигнала для кольца обратной связи модулятор НБЧ производится амплитудным детектором устройства Ф1(А39), вход которого связан с выходом направленного ответвителяW2.

В аппаратуре модулятора БЧ эти функции выполняет встроенный детектор на выходе модуляторов.

Часть мощности с амплитудного детектора на выходе каждого модулятора поступает на преобразователь сигнала ПС (А31) для определения работоспособности модуляторов. Модулятор БЧ, где коэффициент АМ близок к 100% формируют на выходе балансно - модулированные сигналы вида:

U = Um(sinΩ1t – sinΩ2t)sinωоt , (8)

где ωо— частота несущих колебаний;

Ω1= 2pf1 Ω2= 2 p f2

f1= 90Гц f2= 150Гц

Огибающая этого сигнала Um(sinΩ1t – sinΩ2t) изменяется с частотой 2ωо. Частота заполнения равна частоте несущего колебания, причем каждые полпериода модуляции фаза колебаний ВЧ изменяется на 180°.Для этого служит коммутатор фазы “0/180”(КФ), представляющий одноступенчатый проходной фазовращатель, выполненный на рin-диодах по двухканальной схеме.

Формирование двуполярного управляющего сигнала для КФ осуществляется в схеме управления (СУ1).

В модуляторе НБЧ коммутирования фазы ВЧ колебания не требуется.

Для стабилизации фазы на выходе трактов НБЧ, БЧ в модуляторах обеспечивается непрерывная регулировка фазы от 0до до 80° при изменении управляющего напряжения от 3до 15В.

Фазовращатель выполнен на основе ответвителя, в развязанные плечи которого включены варикапы.

Сигнал управления фазовращателями формируется в схеме управления фазовращателем (СУ2), куда подается напряжение, пропорциональное изменению фазы ВЧ сигнала на выходе модулятора БЧ и тракта УВЧ. СУ2 выполнена на операционных усилителях. Она имеет два входа— ФВ1 и ФВ2. Вход ФВ1 используется для сигналов с постоянной составляющей. Выбор рабочей точки фазовращателя производится резистором ‘‘СМЕЩО’’.

Вход ФВ2 используется для регулирования фазы по переменной составляющей. Уровень сигнала управления по этому входу регулируется резистором ВХУФС.

Крутизна регулировки фазы производится резистором УФС.

Модулятор ШК

Модулятор ИЦРВ.467761.027(См. Рисунок 18 - где, модулятор ШК — А40) формирует стабильные по амплитуде и частоте ВЧ колебания по двум независимым каналам: НБЧ и БЧ, на одной несущей частоте для клиренсного (“широкого”) канала.

Модулятор имеет следующие основные характеристики:

–число частотных каналов в диапазоне 108,100–111,975МГц определяется кварцевым резонатором;

–стабильность несущей частоты— не хуже ± 2 ´ 10–5;

–средняя мощность на выходе НБЧ при управляющем постоянном напряжении (1,00± 0,05) В– (4,0± 0,5) Вт, на выходе БЧ— (2,0 ± 0,1)Вт;

–вносимая модулятором нестабильность глубины модуляции ВЧ сигнала не более ± 3% относительно НЧ сигнала управления.

Автогенератор генерирует стабильные по частоте ВЧ колебания в диапазоне от 54,050 до 55,987МГц.

Резистор ЧАСТ обеспечивает возможность подстроить частоту кварцевого генератора (возбудителя).

Через буферный усилитель сигнал поступает на удвоитель частоты и усилитель.

С выхода усилителя через направленный ответвитель ВЧ сигнал поступает в два канала: БЧ и НБЧ. В канале НБЧ ВЧ сигнал поступает на модулируемые усилители и направленный ответвитель (НО) на выход— ВЫХОДНБЧ. Часть ВЧ сигнала с выхода НО поступает на детектор Рпад, где детектируется для контроля и для сравнения на модуляторе с опорным сигналом управления. Модулятор выполняет роль усилителя сигнала, являющегося разностью опорного НЧ сигнала управления и НЧ сигнала с детектора. За счет большого коэффициента усиления НЧ сигнала в модуляторе обеспечивается глубокая отрицательная обратная связь по огибающей, а, следовательно, высокая стабильность ВЧ сигнала на выходе и малые нелинейные искажения огибающей.

Со второго выхода НО ВЧ сигнал поступает в канал БЧ, аналогичный по построению каналу НБЧ (за исключением того, что в этом канале имеется коммутатор фазы для получения балансно-модулированного сигнала вида(8)). Коммутатор фазы обеспечивает изменения фазы ВЧ сигнала на 180о всякий раз, когда функция (sinΩ1t– sinΩ2t) переходит через нуль. Формирование двуполярного управляющего сигнала для КФ осуществляется в схеме управления.

Формирователь 2

Формирователь 2 (Ф2– А38) предназначен для формирования пульсирующих напряжений, пропорциональных мощности отраженных сигналов на выходах каналов БЧ и НБЧ, а также сигналов управления ВЧ переключателем и манипулятором фазы “0– 90°”, расположенных на формирователе 1(Ф1– А39). ( смотри рисунок 18).

Ф2 имеет следующие технические характеристики:

–постоянная составляющая напряжения положительной полярности на выходе детекторов отраженного сигнала— не более 0,5В(при мощности входного сигнала 2мВт) и не менее 1,5В (при мощности входного сигнала 10мВт);

–напряжение на выходе ключей, соответствующее логическим “0”и “1”на выходе формирователя,— соответственно минус 12 В и плюс 4В.

Амплитуда продетектированного сигнала на выходах детекторов-усилителей может служить оценкой согласования ВЧ тракта.

Детектор-усилитель состоит из последовательно соединенных аттенюатора, детектора ВЧ и усилителя НЧ сигнала.

Детектор-усилитель осуществляет детектирование малых уровней сигналов, определяемых уровнем отраженных сигналов в тракте ВЧ. Сигнал с детекторов-усилителей поступает в АКО.

Усилитель-ключ с одним выходом используется для формирования двуполярного управляющего сигнала pin-диодами ВЧ переключателей (коммутатор формирователя А39).

Усилитель-ключ с двумя выходами используется для формирования сигналов управления коммутатором фазы (ВЧ переключатель “0/90°” формирователя А39).

Формирователь 1

Формирователь (Ф1– А39) предназначен для линейного амплитудного и фазового детектирования сигналов, пропорциональных падающей волне АМ колебаний в каналах БЧ1,НБЧ.

АМ сигнал ВЧ поступает на кольцевой делитель (А2, см. рисунок 16 ), выполненный на двух l/4— отрезках, где делится на два сигнала с равными амплитудами. Один из этих сигналов поступает на кольцевой делитель (А3), с выхода которого одна часть сигнала подается на амплитудный детектор, а вторая— на фазовый. (Все кольцевые делители идентичны).

Сигнал после амплитудного детектора подается на вход усилителя ОС модулятора НБЧ.

Для стабилизации фазы ВЧ колебаний фазовый детектор формирует сигнал, амплитуда которого пропорциональна разности фаз двух колебаний, одно из которых поступает с возбудителя (А35) и является опорным, а другое— с делителя ВЧА3.

С выхода фазового детектора сигнал поступает на модулятор НБЧ (СУ2) для замыкания кольца автоподстройки фазы.

Кроме сигналов обратной связи в канале НБЧ формирователь Ф1формирует сигналы для контроля и корректировки амплитуды и фазы в каналах НБЧ и БЧ.

ВЧ коммутатор 3–1подключает поочередно в соответствии с сигналами управления, поступающими с Ф2, к фазовому и амплитудному детекторам сигналы с НО W3, и сигнал с кольцевого делителя мощности А2.

Коммутатор выполнен на pin-диодах и открывается положительным напряжением. Сигнал на фазовый детектор поступает через коммутатор фазы “0/90^о”, обеспечивающий получение синусных составляющих, необходимых для вычисления фазового сдвига относительно опорного сигнала.

Коммутатор фазы представляет собой pin-диодный переключатель с цепями последовательного и параллельного резонанса.

Сигналы с выхода фазового детектора, пропорциональные разности фаз сравниваемых опорного (с возбудителя) и текущего сигналов, и сигнал с выхода амплитудного детектора поступают на преобразователь сигналов (ПС) для последующего синхронного измерения и контроля фаз и амплитуд в ЦП (А28).

Полученный в результате с ФБЧФ (А20) сигнал “Упр ФБЧ” замыкает кольцо ООС по фазе в модуляторе БЧ.

ВЧ тракт

ВЧ тракт служит для переключения передающих антенн с основной аппаратуры АМУ и АФСМ на резервную, а также для обеспечения необходимого амплитудно-фазового распределения ВЧ сигналов по излучателям передающих антенн. Функциональная схема ВЧ тракта приведена на рисунке 19.

Состав и назначение элементов ВЧ тракта

Модуль переключателей (МП) служит для автоматического переключения передающей антенны с основной аппаратуры АМУ и АФСМ на резервную.

ДелительИЦРВ.468513.037обеспечивает необходимое амплитудно-фазовое распределение сигналов НБЧ и БЧ по излучателям установки передающей антенны УК.

Делитель ИЦРВ.468513.038служит для создания необходимого амплитудно-фазового распределения сигналов НБЧ и БЧ по излучателям установки передающих антенн ШК.

Сумматор предназначен для формирования сигнала ВЧ апертурного контроля по узкому и широкому каналам.

Модуль переключателей

Модуль переключателей (МП– А43) предназначен для подключения передающей аппаратуры ПРД1 (ПРД2) либо к делителю, осуществляющему распределение мощности по излучателям установок передающих антенн УК и ШК (рабочий комплект), либо к встроенной нагрузке (резервный комплект).

МП имеет следующие технические характеристики:

–коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов модуля в диапазоне частот от 108до 112МГц— не более1,3;

–минимальное ослабление мощности, вносимое модулем, в диапазоне частот в рабочем состоянии— не более 1дБ;

–развязка между одноименными входами на выходе не менее 40дБ

МП состоит из платы управления и двух одинаковых ячеек переключателей со встроенными нагрузками и схемами встроенного контроля сигналов на нагрузках. Каждая ячейка МП состоит из двух переключателей— переключателя сигнала НБЧ и переключателя сигнала БЧ.

Переключатель выполнен на pin-диодах по мостовой схеме. Режим подключения сигнала со входа 1(2) к выходу (встроенной нагрузке) обеспечивается подачей отпирающего напряжения 5В на противоположные плечи моста и запирающего напряжения в пределах от минус 55 до минус 65В на два других плеча.

Рисунок 19 - Тракт ВЧ Схема функциональная

Все переключатели работают синхронно, подключая на делители (нагрузку) либо сигналы с АМУ1, либо только с АМУ2.

Управление переключателями осуществляется с помощью платы управления, входящей в состав МП.

В схеме платы управления напряжение плюс 5В преобразуется в напряжение в пределах от минус 55 до минус 65В,необходимое для надежного закрывания pin-диодов переключателей, находящихся в резерве.

При подаче на схему управления (СУ) сигнала “Упр. АП1/2” в виде логической “1”в качестве рабочего выбирается первый комплект, если в виде логического “0”,— второй.

Делитель ИЦРВ.468.513.037

Делитель предназначен для распределения ВЧ сигналов НБЧ и БЧ по излучателям установки передающей антенны КРМ–УК в определенных амплитудно-фазовых соотношениях, приведенных в таблице 5.

Делитель выполнен на полосковых платах. Упрощенная принципиальная электрическая схема делителя приведена на рисунке 20.

Рисунок 20 - Упрощенная принципиальная электрическая схема делителя УК РМК

Делитель ИЦРВ.468513.038

Делитель предназначен для распределения ВЧ сигналов НБЧ и БЧ по излучателям установки передающих антенн КРМ–ШК в определенных амплитудно-фазовых соотношениях, приведенных в таблице 6.

Делитель выполнен на полосковых платах. Упрощенная принципиальная электрическая схема делителя приведена на рисунке 21.

Сумматор (рисунок 19) предназначен для формирования сигнала ВЧ апертурного контроля курсового радиомаяка по “широкому” и “узкому” каналам.

Сумматор производит равноамплитудное равнофазовое суммирование ВЧ сигналов с установок передающих антенн УК и ШК. По”узкому” каналу сумматор ступенчато суммирует сигналы отдельно с излучателей со второго по девятый и с десятого по семнадцатый.

Выходной сигнал каждой из двух полученных групп сигналов делится на два выхода.

Рисунок 21. Упрощенная принципиальная электрическая схема делителя ШК

Сумматор

Сумматор предназначен для формирования сигнала ВЧ апертурного контроля по узкому и широкому каналам.

Для формирования сигнала “Зона аперт” сигналы складываются с одинаковыми фазами, а для получения сигнала крутизны со сдвигом фазы, обеспечивающим РГМ с превышением 150Гц.

Для установки нуля РГМ в канале зоны и изменения РГМ в канале крутизны установлены соответственно фазовращатели ЗОНА АПЕРТ и КРУТ АПЕРТ.

Выходной сигнал в канале крутизны делится на два — “Крут. аперт. 1” и “Крут. аперт. 2”для подачи на два независимых приемника АКО 1и АКО2. По “широкому” каналу формируется сигнал ВЧ “Крут. аперт. ШК” суммированием сигналов со второго и третьего излучателей УПАШК.

Конструктивно сумматор выполнен в виде законченного ВЧ узла со входными и выходными ВЧ разъемами.

Аппаратура контроля и обработки АКО

АКО охватывает непрерывным допусковым контролем следующие параметры РМК: РГМ в ЗОНЕ; РГМ в КРУТИЗНЕ; СГМ в ЗОНЕ; уровень ВЧ в ЗОНЕ и КРУТИЗНЕ; наличие сигнала СО; исправность аппаратуры контроля.

При уходе данных параметров за установленные допуски или неисправности аппаратуры контроля происходит выключение передающей аппаратуры РМК или переключение на резервную аппаратуру. Непрерывный контроль параметров идет сразу двумя комплектами АКО.

Логика формирования результирующих сигналов “Норма”, “Ухудшение”, “Авария” определяется программой обработки сигналов.

Принцип работы и взаимодействие элементов АКО по структурной схеме

Излучаемый передающими антеннами ВЧ сигнал в контрольной точке зоны действия РМК (Смотри функциональную схему РМК 90 рисунок 8) принимается КВП – К (антенна А3) и вместе с сигналами с датчиков апертурного контроля поступает в АКО, где происходит его преобразование и оценка основных параметров.

АКО охватывает непрерывным допусковым контролем следующие параметры РМК:

–РГМ в ЗОНЕ;

–РГМ в КРУТИЗНЕ;

–СГМ в ЗОНЕ;

–уровень ВЧ в ЗОНЕ и КРУТИЗНЕ;

–наличие сигнала СО;

–исправность аппаратуры контроля.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒