13.3. ZASTOSOWANIA



13.3.1. UZYSKIWANIE SYGNAŁU AKUSTYCZNEGO O STAŁEJ AMPLITUDZIE

  Niezależnie od sposobu otrzymywania sygnał jednowstęgowy o stałej amplitudzie charakteryzuje się wyższym poziomem sygnału mowy w stosunku do średniego poziomu zwykłego sygnału SSB. Dzięki temu wzrasta efektywne wykorzystanie nadajnika i skuteczność prowadzonej łączności.
    Uzyskany w jednym z przedstawionych układów sygnał SSB o stałej amplitudzie daje po demodulacji w detektorze iloczynowym (rysunek 13.5) sygnał m.cz. o stałej amplitudzie i mniejszej zawartości zniekształceń harmonicznych i intermodulacyjnych aniżeli w przypadku zastosowania zwykłego kompresora m.cz. Sygnał ten może być użyty do wymodulowania każdego innego nadajnika (AM lub FM) bez konieczności przeprowadzania jakichkolwiek przeróbek wewnątrz. Dla uzyskania możliwie czystego sygnału wyjściowego korzystene jest ograniczenie pasma sygnału modulującego lub nawet użycie wzmacniacza mikrofonowego z automatyczną regulacją wzmocnienia dla uniknięcia przesterowania modulatora zrównoważonego.

    [rys. d_05]

    Prace naukowe wykazały, że teoretycznie można ograniczyć pasmo mowy w stosunku nawet do 600:1 bez istotnego obniżenia zawartości informacji. Zawężenie pasma osiągane jest przez doprowadzenie sygnału akustycznego o stałej amplitudzie do dzielnika częstotliwości. Po stronie odbiorczej sygnał ten poddawany byłby powieleniu i detekcji jednowstęgowej. Osiągalne w praktyce stopnie zawężenia pasma byłyby z pewnością mniejsze. Interesujące byłoby praktyczne zbadanie właściwości takiego toru.

13.3.2. EKSPERYMENTALNY NADAJNIK NA PASMO 13 CM

    W nadajniku tym zastosowano powielanie częstotliwości sygnału jednowstęgowego o stałej amplitudzie. Sygnał jednowstęgowy uzyskany z dowolnego nadajnika krótkofalowego lub wzbudnicy zostaje w procesorze sygnału rozdzielony na dwa tory. W pierwszym z nich, po ograniczeniu amplitudy za pomocą ogranicznika diodowego i wzmocnieniu do poziomu TTL zostaje on poddany podziałowi częstotliwości przez 6. W torze drugim sygnał jednowstęgowy poddany zostaje detekcji amplitudy w detektorze diodowym, a uzyskany sygnał obwiedni moduluje następnie sygnał wyjściowy dzielnika częstotliwości. Uzyskany w ten sposób sygnał jednowstęgowy o częstotliwości ok. 3,5 MHz charakteryzuje się dewiacją fazy równą 1/6 dewiacji początkowej i po zmieszaniu z sygnałem pomocniczego generatora leży w zakresie 28 MHz. Po dalszym zmieszaniu i sześciokrotnym powieleniu otrzymywany jest sygnał leżący w paśmie 13 cm. Schemat blokowy nadajnika przedstawiono na rysunku 13.6. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość użycia wzmacniacza mocy pracującego na niższej częstotliwości (a dzięki temu wykorzystującego tańsze i łatwiej dostępne elementy) i powielaczy waraktorowych. Schemat ten ilustruje zasadę powielania częstotliwości sygnału jednowstęgowego. Należy tu zwrócić uwagę na fakt, że podzielony sygnał jednowstęgowy jest zrozumiały dopiero po jego powieleniu.

    [rys. d_06]

    Nadajnik ten po wprowadzeniu niewielkich zmian może być dostosowany do pracy w paśmie 23 cm. Stosunek podziału częstotliwości powinien wynosić trzy zamiast sześciu. Otrzymany po podziale sygnał o częstotliwości leżącej w zakresie 7,0 - 7,166 MHz mieszany jest z sygnałem o częstotliwości 35,166 MHz pochodzącym z generatora kwarcowego w celu otrzymania sygnału leżącego w zakresie 28,0 - 28,166 MHz. W dalszej części nadajnika sygnał ten jest mieszany z sygnałem o częstotliwości 404 MHz. Otrzymany sygnał znajdujący w paśmie 432 - 434 MHz jest następnie wzmacniany i potrajany za pomocą potrajacza waraktorowego.
    Szczegółowy schemat najważniejszej części nadajnika - procesora sygnału SSB przedstawia rysunek 13.7. Sygnał wejściowy SSB o napięciu ok. 100 mV i częstotliwości leżącej w zakresie 21,0 - 21,5 MHz jest wzmacniany za pomocą tranzystora T1 do napięcia 5 V. Obwiednia sygnału zostaje wydzielona w układzie detektora diodowego (dioda D2) i doprowadzona do modulatora (tranzystor T5). Po ograniczeniu za pomocą diod D5 i D6 i wzmocnieniu za pomocą tranzystora T3 sygnał jednowstęgowy poddany jest dzieleniu przez 6 za pomocą dzielników TTL. Po powtórnej modulacji amplitudy (tranzystory T4 i T5) i zmieszaniu z sygnałem 31,5 MHz otrzymywany jest sygnał wyjściowy o częstotliwości ok. 28 MHz. Dioda D1 dostarcza napięcia polaryzacji bazy dla tranzystora T5.

    [rys. d_07]


13.3.2.1. SPIS CZĘŚCI

Oporniki: 2 x 100, 150, 2 x 220, 2 x 470, 560, 4 x 680, 4 x 1 k, 1,5 k, 3 x 3,3 k, 4,7 k, 7 x 15 k, 47 k, 2 x 100 k,
kondensatory: 3,3 pF, 6,8 pF, 10 pF, 5 x 15 pF, 4 x 33 pF, 3 x 47 pF, 68 pF, 100 pF, 330 pF, 680 pF, 5 x 1 nF, 7 x 4,7 nF, 4 x 10 nF, 2 x 22 nF, 10 uF,
diody: 6 x 1N4148, AA112,
tranzystory: 3 x AF106 (AF127) lub inne germanowe PNP, 3 x 2N706 lub inne krzemowe NPN, BF173 (BF224, BF199), BF245 (MPF102), MPF121 (MOSFET, 40673, 40841 lub podobny),
obwody scalone: 2 x 74S74, 74S00, 78L05,
kwarc: 31,583 MHz,
cewki: na karkasie 6 mm z rdzeniem, drut 0.4 mm Cuem, L1 - 20 zw., L2 - 22 zw. odstęp środków 15 mm, L3 - 4 zw. na L2, L4 - 22 zw., L5 4 zw. na L4, L6 - 15 zw., L7, L8 - po 22 zw. odstęp środków 12 mm, L9 - 22 zw., L10 - 3 zw. na L 9.

13.3.3. NADAJNIK JEDNOWSTĘGOWY Z MODULACJĄ FM

    Jak wspomniano w opisie systemu SSB z pętlą synchronizacji fazy, widmo otrzymanego w ten sposób sygnału jest szersze od widma oryginalnego, a przyczyną jego poszerzenia są nieciągłości fazy ograniczonego sygnału sterującego detektor fazy. Jedną z możliwości zaradzenia temu zjawisku byłoby ograniczenie pasma przenoszenia pętli, co w krańcowym przypadku mogłoby spowodować trudności w synchronizacji pętli. Inną możliwością jest wprowadzenie do układu (rysunek 13.8) filtru na zewnątrz pętli i modulacja częstotliwości drugiego generatora za pomocą tak odfiltrowanego sygnału. Dewiacja częstotliwości tego dodatkowego generatora musi być identyczna z dewiacją generatora w pętli dla zapewnienia zrozumiałości sygnału. Jeżeli tak otrzymany sygnał ma być następnie powielany częstotliwościowo, dewiacja powinna być zmniejszona w stosunku odpowiadającym stopniowi powielania. Częstotliwość pracy dodatkowego generatora nie musi być równa częstotliwości pracy generatora synchronizowanego w pętli. Np. pętla synchronizacji fazy może pracować na częstotliwości wyjściowej wzbudnicy wynoszącej 9 MHz, a generator dodatkowy stanowić część nadajnika na pasmo 144 MHz i pracować na częstotliwości 24 MHz. W tym przykładzie jego dewiacja musiałaby być równa 1/6 dewiacji generatora w pętli ze względu na sześciokrotne powielanie częstotliwości w nadajniku FM/SSB.

    [rys. d_08]

    Szczególowy schemat układu przedstawiono na rysunku 13.9. Zastosowano w nim, podobnie jak w pierwszym z przykładów, ogranicznik i detektor fazy pracujący na obwodzie TBA120. Należy tu zwrócić szczególną uwagę na stabilność częstotliwości generatora w pętli. Zmiany jego częstotliwości pracy powodują (poprzez zmiany napięcia regulacji) niestabilność częstotliwości sygnału wyjściowego nadajnika.

    [rys. d_09]


13.3.3.1. SPIS CZĘŚCI

Oporniki: 120, 330, 470, 2 x 2,2 k, 3 x 2,7 k, 2 x 4,7 k,
dzielniki na wyjściu filtru muszą być dobrane w zależności od pożądanej wartości dewiacji,
kondensatory: 2 x 10 pF, 60 pF, 3 x 1 nF, 6,8 nF, 3 x 10 nF, 15 nF, 2 x 22 nF, 47 nF, 2 x 68 nF,
tranzystory: BF245, BC107,
dioda waraktorowa: BB105,
obwody scalone: TBA120, 2 x LM741.

13.3.4. KOMPATYBILNA MODULACJA JEDNOWSTĘGOWA - CSSB

    W punkcie 3.2 przedstawiono eksperymentalny układ nadajnika, w którym sygnał jednowstęgowy jest ponownie modulowany oryginalnym sygnałem obwiedni uzyskanym w detektorze diodowym (podział częstotliwości sygnału jest dla dalszych rozważań nieistotny). Tą samą zasadę można zastosować w celu otrzymania kompatybilnego sygnału jednowstęgowego, tzn. sygnału jednowstęgowego, którego odbiór możliwy jest również za pomocą zwykłego detektora obwiedni. Schemat blokowy przedstawiony na rysunku 13.10 podobny jest zasadniczo do schematu blokowego procesora SSB z punktu 3.2, z tą tylko różnicą, że sygnał jednowstęgowy o stałej amplitudzie modulowany jest oryginalnym sygnałem m.cz., a nie obwiednią SBB. Ten oryginalny sygnał modulujący uzyskiwany jest z sygnału jednowstęgowego za pomocą detektora synchronicznego, a nie detektora obwiedni jak w poprzednim przypadku. Zasada rozdziału sygnału SSB na dwa tory, ograniczania amplitudy i powtórnej modulacji pozostaje ta sama. Oczywiście zbędny jest tu podział częstotliwości sygnału, ponieważ w torze nadajnika nie występują powielacze. Przedstawiona tu metoda otrzymywania kompatybilnego sygnału SSB nie jest jedyną, warto jednak zapoznać się z nią dokładniej w związku z perspektywami rozpowszechnienia się kompatybilnej modulacji jednowstęgowej w radiofonii krótkofalowej.

    [rys. d_10]

Wydanie z dn. 20.03.1999.

© Prawa autorskie Krzysztof Dąbrowski, OE1KDA.