4. Генераторное оборудование АСП

Генераторное оборудование (ГО) необходимо для формирования всех необходимых несущих и контрольных частот.

Контрольные частоты – это специальные частоты для контроля линейного тракта.

В МТС используется принцип гармонической генерации fнес. Схема ГО приведена на рисунке 1.30

Рисунок 1.30. Схема ГО.

Рисунок 1.30. Схема ГО.

ЗГ – задающий генератор,
ДЧ – делитель частоты,
ГГ – генератор гармоник.

Высокостабильное напряжение с помощью ДЧ делится в (mf0/f0) или (mf0/qf0) раз. С помощью ГГ формируются сигналы прямоугольной или экспоненциальной формы, которые богаты гармониками. Узкополосные фильтры выделяют на выходе ГГ соответствующие гармоники. ГГ2 необходим для получения высоких значений fнес. Некоторые fнес (не кратные f0, qf0) можно получить с помощью модулятора.

ГО строится двумя способами с использованием этой схемы:

1. Централизованный
2. Децентрализованный.

Централизованный – когда все fнес формируются в одном ГО (стойка), и с помощью распределительных кабелей доводятся до модуляторов всех СП.

В современных МСП с большим числом каналов (1000 м и более) используется децентрализованный способ. При этом способе ГГ вынесены из ГО центрального на периферию и находятся на тех стойках, где размещается модулятор. ЗГ находится на главной стойке и из fЗГ формируются несколько управляющих частот, и они подаются на ГГ.

Требования к нестабильности частоты ЗГ.

относительная нестабильность частоты

Рассмотрим тракт передачи с двумя модуляторами.

Рисунок 1.31. Тракт передачи.

Рисунок 1.31. Тракт передачи.

fн1 = к f0
fн2 = p f0 Пусть: (к + р) = m
fлс = fн1 + F + fн2 = F + (fн1 + fн2) = F + f0 (к + р) = F + m f0
m f0 = fвирт (виртуальная несущая частота для заданного канала)
Пусть: fЗГ = f0 ; fЗГ = f0
Учтем уход частоты ЗГ fЗГ : f0(±)f0
fвирт = m (f0 + f0)
fвирт = m f0
Пример:
f0 = 1 Гц (по нормам)
Если m = 100, то fвирт = 100 Гц

Выразим:

На приемном конце наличие сдвига fвирт приведет к сдвигу составляющих спектра на (F)± fвирт
fвирт< 0,5 Гц (на ТГ кан. f = 1 Гц)
Тогда:
fвирт.max = fлс.max

Пример для СП К-60П
fлс.мах = 252 кГц

К – 1920
fлс.мах = 8,5 МГц

4.1. Стабилизация частоты ЗГ

Для стабилизации fЗГ используют кварцевые резонаторы.

Кварцевый резонатор – это специальная пластинка определенной формы с металлическими держателями, на которых имеются провода, которыми он припаивается к транзистору.

Эквивалентная электрическая схема кварцевого резонатора.

Рисунок 1.32. Схема кварцевого резонатора

Рисунок 1.32. Схема кварцевого резонатора

Где Lк, Cк, (Rк) – собственные параметры кварца, которые определяют пьезоэлектрический эффект,
Rк – сопротивление потерь,
C0 – емкость металлических держателей плюс емкость проводников (монтажа).
fp1 определяется собственными элементами кварцевого резонатора.




Кварцевый резонатор дает высокую добротность f. С изменением окружающей температуры будут меняться параметры кварца и следовательно изменяется fЗГ, и б.

Нужно кварц поместить в термостат, где точно поддерживается температура to = const. Но С0 будет меняться, следовательно fр1 более стабильна. Поэтому кварцевый резонатор лучше использовать на fр1. Здесь удается получить б = 10-6 - 10-8

Рисунок 1.33. Параллельная схема включения кварцевог резонатора

Рисунок 1.33. Параллельная схема включения кварцевог резонатора

В этой схеме автоматически выполняется баланс амплитуд на fрез1 (резонанс напряжений). Если включить кварцевый резонатор параллельно входу ЗГ, то будет выполняться баланс амплитуд на fрез2 (резонанс токов).

4.2. Стабилизация выходного напряжения уровня ЗГ

Постоянство выходного уровня необходимо для постоянства уровней fнес, т.к. при этом меняется затухание модуляторов.
Рассмотрим первый способ:

1) Стабилизация с помощью схемы моста

Рисунок 1.34. Стабилизирующая схема моста

Рисунок 1.34. Стабилизирующая схема моста

Rт – термосопротивление (сопротивление термистора).

Если мост сбалансировать, то во второй диагонали не будет напряжения, следовательно генерации не будет.

Условие баланса моста:

(его надо нарушить)

У моста вблизи баланса высокая чувствительность, т.е. если немного уменьшить одно сопротивление, то резко изменится напряжение на выходе во второй диагонали, изменяя напряжение положительной обратной связи. Следовательно изменяется напряжение на выходе генератора.

– это для номинального значения выходного напряжения

Если увеличивается температура окружающей среды, то увеличивается напряжение задающего генератора, увеличивается напряжение на выходе и становится больше Uвых 0 при этом ток термистора становится больше Iт 0, Rт <Rт 0 , тогда Rт 0 приближается к R1 , т.е. мост стремится к балансу, следовательно U22 уменьшается и напряжение на выходе уменьшается до номинального значения (Uвых 0).

Делители частоты (ДЧ).

В современных системах передачи используют в основном триггерные ДЧ (рисунок 1.35)

Рисунок 1.35. Делитель частоты

Рисунок 1.35. Делитель частоты

ДЦ – дифференцирующая цепочка.

Т = 1/f

Если в схеме n триггеров, тогда:

4.3. Генераторы гармоник

Генераторы гармоник формируют сигналы по форме, отличной от синусоиды, чтобы в спектре было множество частот. Могут быть импульсы прямоугольной формы, а могут быть экспоненциальной формы (это лучше, т.к. в спектре больше гармоник).
Генераторы гармоник бывают двух типов:

  • с отсечкой коллекторного тока,
  • экспоненциальных импульсов (с нелинейной катушкой).

Контрольные вопросы.

1. Назначение ГО.
2. Назначение делителей частоты.
3. Назначение генераторов гармоник.
4. Что такое относительная нестабильность частоты?
5. Как определяется относительная нестабильность частоты для конкретной СП?
6. Зачем в задающих генераторах используется кварцевый резонатор?
7. Какую резонансную частоту кварцевого резонатора (fр1 или fр2) использовать лучше?

Аналоговые системы передачи


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.