یک بلوک دیاگرام ساده شده یک فرستنده رادیویی از یک مبدل فرکانس، یک فیلتر باند گذر و یک تقویت کننده خروجی تشکیل شده است (شکل 3.3).
شکل 3.3 بلوک دیاگرام ساده شده یک فرستنده رادیویی
یک سیگنال مدوله شده در ورودی دستگاه فرستنده رادیویی دریافت می شود. که در سیستم های مدرنمدولاسیون ارتباطی در یک فرکانس متوسط استاندارد انجام می شود. به عنوان مثال، در سیستم های ارتباطی که در باندهای مایکروویو کار می کنند، فرکانس میانی می تواند 70، 140 یا 820 مگاهرتز باشد (استانداردهای دیگری وجود دارد). وظیفه دستگاه فرستنده رادیویی در چنین مواردی تبدیل سیگنال فرکانس متوسط به محدوده فرکانس کاری و رساندن توان سیگنال به سطح مورد نیاز است.
مبدل فرکانس از یک میکسر و یک اسیلاتور اصلی تشکیل شده است. میکسر یک عنصر غیر خطی است که فرکانس های سیگنال هایی را که به آن می رسند مخلوط می کند و دو باند فرکانسی در خروجی تولید می کند - مجموع و اختلاف (در در این موردمجموع و اختلاف فرکانس میانی و فرکانس نوسانگر اصلی).
فیلتر باند گذر یکی از باندهای فرکانسی را انتخاب می کند.
برای راه اندازی یک مبدل فرکانس، ژنراتورهای بسیار پایدار مورد نیاز است. هر ژنراتوری از یک تقویت کننده و مدارهای بازخورد تشکیل شده است (شکل 3.4).
با تقویت سیگنال کافی (تعادل دامنه) و با فاز صحیح سیگنال ورودی از مدار بازخورد (تعادل فاز)، نوسانات بدون میرایی در مدار ظاهر می شود که شکل آن توسط ویژگی های فرکانس اجزای مدار تعیین می شود. اگر مشخصات تقویت کننده و مدار بازخورد توسط عناصر باند باریک (مدارها یا رزوناتورها) تشکیل شود، شکل نوسان نزدیک به سینوسی خواهد بود. در صورت استفاده از عناصر باند پهن، نوسانات پالس ایجاد می شود.
شکل 3.4 بلوک دیاگرام ژنراتور
اسیلاتورهای اصلی فرستنده ها از ژنراتورهای سینوسی استفاده می کنند که پایداری آنها با پایداری مدارها یا تشدید کننده ها تعیین می شود. رزوناتورهای کوارتز به طور گسترده در ژنراتورهای فرستنده برای باندهای 5-9 استفاده می شود. در فرکانس‌های بالاتر، از نوسانگرهای کریستالی با ضرب فرکانس، سینت سایزرهای فرکانس و در سال‌های اخیر از نوسانگرهای تشدید کننده دی الکتریک استفاده می‌شود.
تقویت کننده های فرستنده (UHF) توان خروجی مورد نیاز را فراهم می کنند که بین باندها بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، در محدوده امواج بلند و متوسط، توان ایستگاه های رادیویی می تواند صدها کیلووات و حتی مگاوات باشد، در محدوده مایکروویو - واحد و کسری از وات، و در محدوده نوری - واحد میلی وات. بر این اساس، تقویت کننده ها بر روی لامپ ها، ترانزیستورها و ریزمدارهای قدرتمند ساخته می شوند. تقویت کننده های میکروسکوپی حالت جامد برای سیستم های رادیویی که در فرکانس ده ها گیگاهرتز کار می کنند ظاهر شده اند.
فرستنده های نوری بر روی LED ها و لیزرهای خاص کار می کنند.
ژنراتورهای خودکار
اتو ژنراتوریا ژنراتور خود تحریک شده، وسیله ای است که انرژی منابع برق را بدون تحریک خارجی به نوسانات فرکانس رادیویی تبدیل می کند.
یک ژنراتور خود برانگیخته یک تقویت کننده با بار تشدید پوشیده شده توسط بازخورد مثبت است (شکل 4.1a). هر دو لوله خلاء و ترانزیستور می توانند به عنوان یک عنصر فعال استفاده شوند. چنین مدار خود نوسانگر مدار با نامیده می شود تبدیل کنندهبازخورد. نوسانات اولیه در مدار تشدید L.C.در نتیجه هر کدام بوجود می آیند تغییرات تصادفیولتاژهای تغذیه (نوسانات)، تأثیر میدان های الکترومغناطیسی خارجی، و غیره. این نوسانات از طریق سیم پیچ L St به ورودی تقویت کننده عرضه می شود (مقاومت خازن Cc ناچیز است). یک ولتاژ بازخورد مثبت متناوب u pos جریان الکترون لامپ را کنترل می کند.
شکل 4.1 نمودارهای شماتیک خود نوسانگرها با بازخورد ترانسفورماتور (الف، ب)و تأثیر بایاس اولیه بر خود تحریکی یک نوسان ساز ترانزیستوری (ب)
اولین هارمونیک جریان آند باعث ایجاد افت ولتاژ در مدار می شود L.C.دامنه نوسانات آزاد افزایش می یابد. آنها دوباره به مدار ورودی تبدیل می شوند، دوباره تقویت می شوند و غیره. افزایش دامنه نوسان تا حد مشخصی ادامه می یابد که توسط پارامترهای خود نوسانگر تعیین می شود. این سیستم تعادل دینامیکی بین تلفات انرژی فرکانس رادیویی در مدار و دوباره پر کردن آن با هزینه منبع تغذیه برقرار می کند. E a.این به اصطلاح است حالت ثابت (ایستا).اتو ژنراتور پارامترهای زنجیره بایاس خودکار شبکه به گونه ای انتخاب می شوند که در لحظه روشن شدن ولتاژ بایاس حداقل باشد. سپس لامپ در کلاس A کار می کند و امکان تقویت نوسانات با دامنه کوچک دلخواه وجود دارد. با افزایش تنش تو روستاجریان شبکه و پتانسیل منفی روی شبکه افزایش می یابد. در حالت ثابت عنصر فعالدر کلاس های Wiley C کار می کند که رژیم حرارتی خود مولد را به دلیل کاهش تلفات در آند (کلکتور) تسهیل می کند. این شرایط به افزایش پایداری فرکانس نوسانات ایجاد شده کمک می کند. دومی، از طریق یک خازن جداسازی C p، به مرحله بعدی مسیر فرکانس رادیویی - تقویت کننده بافر - عرضه می شود. به همان شیوهخود تحریکی نسخه ترانزیستوری خود نوسانگر رخ می دهد (شکل 4.1 6). مشخصات جریان پایه و کلکتور یک سه‌راهه نیمه‌رسانا نسبت به مبدا تغییر جزئی به راست دارد (شکل 4.1). اگر خود را به استفاده از خود بایاس محدود کنیم، در لحظه اولیه ولتاژ در پایه برابر با صفر خواهد بود (u b = 0) و خود نوسانات اولیه باعث ظاهر شدن جریان کلکتور نمی شود. خود تحریکی رخ نخواهد داد.
بنابراین، اسیلاتورهای ترانزیستوری از یک بایاس ترکیبی استفاده می کنند که مجموع جبری دو ولتاژ است. دائمی شروع Eو خودکار، روی یک مقاومت رخ می دهد R e، به دلیل جریان یک جزء ثابت از جریان امیتر I e0 از طریق آن:
E cm = –E start + I e0 R e
سپس در لحظه روشن شدن ولتاژ تغذیه، عمل می کند شروع E، که ترانزیستور را باز می کند. با افزایش دامنه نوسان، ولتاژ افت می کند R e.
پتانسیل منفی حاصل در پایه کاهش می یابد و عنصر فعال در کلاس کار می کند با.همزمان زنجیره R e C eهنگامی که دما تغییر می کند حالت ترانزیستور را تثبیت می کند محیط.
خود تحریکی در خود نوسانگرها با بازخورد تنها در صورتی امکان پذیر است که دو شرط زیر رعایت شود:
1) مانند هر تقویت کننده ای که از لامپ یا ترانزیستور استفاده می کند، ولتاژهای متناوب روی شبکه (پایه) و آند (کلکتور) همیشه باید خارج از فاز باشند. در مدار در نظر گرفته شده با فیدبک ترانسفورماتور این امر به دست می آید گنجاندن صحیحسیم پیچ به پایان می رسد L St;
2) دامنه ولتاژ فیدبک U pos نباید کمتر از حداقل مقدار معینی باشد.
شرط اول نامیده می شود تعادل فاز،و دوم - تعادل دامنه
یک خود نوسان ساز ساخته شده بر اساس مدار جفت شده با ترانسفورماتور، به دلیل پیچیدگی طراحی آن و ایجاد نوسانات در فرکانس های نسبتا پایین، کاربرد گسترده ای در دستگاه های انتقال رادیویی پیدا نکرده است. ارجح در این زمینه ژنراتورهای خود تحریکی هستند که بر اساس به اصطلاح ساخته شده اند طرح های سه نقطه ای
در شکل 4.2 آو بدو نوع از چنین خود نوسانگرها در ترانزیستورها نشان داده شده است - با بازخورد القایی و خازنی. در هر دو مورد، عنصر فعال دارای سه الکترود اصلی است (ک، بو ه)به سه نقطه از مدار نوسانی متصل است. از این رو نام - طرح سه نقطه ای.
در اولین آنها، ولتاژ بازخورد مثبت است تو روستااز یکی از سلف های مدار حذف شده است (L bae)و در دوم - از خازن با بی. در غیر این صورت، هر دو طرح کاملاً یکسان هستند. فرآیند خود انگیختگی و کار در حالت ثابتمشابه پدیده های مشابه در نسخه ای که با کوپلینگ ترانسفورماتور در نظر گرفته شده است.
افست اولیه به پایه (شروع E)از منبع جداگانه تامین نمی شود، اما از مقاومت حذف می شود R1،که جریان از آن عبور می کند من 14.مدار کلکتور در یک مدار موازی تغذیه می شود. هدف عناصر باقیمانده مانند مدارهای ژنراتورهای تحریک شده خارجی و تقویت کننده های سیگنال صوتی است.
برای ساده سازی تحلیل عملکرد این دو خود نوسانگر، توصیه می شود مدارهای معادل آنها را در نظر بگیرید (شکل 4.2). Vو جی) که در آن فقط مدارهای جریان فرکانس رادیویی ذخیره می شود و ما مقاومت های خازن را در نظر می گیریم S r، S bو اس ایارزش ناچیزی دارند
علیرغم تفاوت‌های ظاهری بین این مدارهای سه نقطه‌ای معادل، می‌توان شرایط کلی برای خود تحریکی را برای آنها شناسایی کرد و ثابت کرد که تنها این دو نوع ترکیبی از عناصر راکتیو قابل اجرا هستند. X bk، X ebو X معادله
شکل 4.2 مدارهای شماتیک و معادل اسیلاتورهای ترانزیستوری با بازخورد القایی (الف، ج)و بازخورد خازنی (ب، د)
اولاً، شرط اجباری وجود بازخورد مثبت در یک خود نوسانگر مستلزم آن است که ضریب بازخورد β توسطج نیز مثبت خواهد بود.
بنابراین، راکتانس ها X ebو X معادلهباید به طور همزمان ماهیت القایی یا خازنی داشته باشد. ثانیاً، رزونانس در مدار نوسانی یک خود نوسانگر فقط در شرایطی امکان پذیر است
X bk + X eb + X ek= 0.
بنابراین، اگر X ebو X معادلهپس راکتانس های القایی هستند X bkباید خازنی شکل 4.2 باشد V) و بالعکس (شکل 4.2 جی). هر ترکیب دیگری از راکتانس منجر به نقض شرایط خود تحریکی فوق می شود.
تمرین نشان می دهد که این رویکرد هنگام تجزیه و تحلیل بدون توجه به پیچیدگی نمودارهای مداری خود نوسانگرها با بازخورد بسیار مفید است.
تمام موارد فوق در مورد نوسان سازهای لوله نیز صدق می کند، مشروط بر اینکه کلکتور، پایه و امیتر ترانزیستور به طور مناسب با آند، شبکه و کاتد تریود خلاء جایگزین شده باشد.
اتو ژنراتورها که مدارهای آنها در شکل 4.2 نشان داده شده است، هستند تک مدارساخت و پیکربندی آنها نسبتاً آسان است.
به آنها ضرر قابل توجهباید به پایداری کم فرکانس نوسانات ایجاد شده نسبت داد، زیرا تنها مدار تشدید، که پارامترهای آن این فرکانس را تعیین می کند، تحت تأثیر مراحل بعدی مسیر فرکانس رادیویی - مقاومت های معرفی شده، ضریب کیفیت مدار و غیره تغییر می کند.
این نقطه ضعف به طور قابل توجهی در به اصطلاح کاهش یافت دو مداراتو ژنراتورها یکی از مدارها که از تأثیرات خارجی محافظت می شود، تقریباً به طور کامل فرکانس تولید را تعیین می کند و دومی که ضعیف به مدار اول متصل است، به عنوان یک بار خارجی عمل می کند.
مدارهای خود نوسانگر که در بالا مورد بحث قرار گرفت در محدوده طول موج کیلومتر و ده متر استفاده می شود. در فرکانس های بالاتر، استفاده از آنها از نقطه نظر طراحی غیرممکن است، زیرا ظرفیت های بین الکترودی لوله الکترونی و اندوکتانس های توزیع شده ورودی های آن یکپارچه می شوند. اجزاءسیستم های رزونانس ژنراتورهای خود برانگیخته
بنابراین، خود ژنراتورها در اینجا استفاده می شوند که بر اساس به اصطلاح ساخته شده اند مدارهای سه نقطه ای پیچیدهآنها همچنین به کلاس خود نوسانگرهای دو مدار تعلق دارند، اما اتصال بین سیستم های تشدید نه از طریق یک جریان الکترونی مشترک، بلکه از طریق یکی از ظرفیت های بین الکترودی سه گانه انجام می شود.
معلوم می شود که هر یک از دو مدار با توجه به فرکانس تولید جدا شده اند و مقاومت آن در طبیعت واکنشی است، که امکان تجزیه و تحلیل عملکرد چنین خود نوسانگرهایی را بر اساس مدارهای سه نقطه ای از قبل شناخته شده فراهم می کند.
بیایید مسائل مربوط به پایداری فرکانس خود نوسانگر را در نظر بگیریم. الزامات سختگیرانه برای دستگاه های فرستنده رادیویی در مورد ثبات فرکانس نوسانات ساطع شده نیازمند تجزیه و تحلیل دقیق دلایل حتی به ظاهر ناچیز است که بر این پارامتر تأثیر می گذارد.
ناپایداری نسبی فرکانس کل دستگاه فرستنده رادیویی فقط توسط خود نوسانگر و مهمتر از همه توسط پارامترهای سیستم تشدید آن تعیین می شود. از تئوری مدارهای رادیویی مشخص است که مقدار دقیق فرکانس نوسانات آزاد در مدار تشدید را می توان با استفاده از فرمول زیر تعیین کرد:
در اکثریت قریب به اتفاق موارد، هنگام مطالعه فرآیندهای فیزیکی در یک مدار نوسانی و دستگاه هایی که بخشی از آن است، به منظور ساده سازی، مقاومت در برابر افت آن فرض می شود. r = 0و از فرمول ساده شده استفاده کنید
در مسائل مربوط به ناپایداری فرکانس، چنین ساده سازی غیرقابل قبول است، زیرا تأثیر تلفات متناسب با تأثیر بر مقدار ω 0 سایر عوامل بی ثبات کننده است. بنابراین، مطابق با فرمول (4.1)، فرکانس نوسانات ایجاد شده نه تنها به مقادیر اندوکتانس بستگی دارد. Lو ظروف بامدار نوسانی، بلکه از مقاومت تلفات، هم خود و هم آنهایی که وارد مدار می شوند.
اجازه دهید رابطه بین این سه پارامتر و عوامل بی ثبات کننده را دریابیم. به دلیل تأثیرات مکانیکی (ارتعاشات، خشک شدن قاب ها و غیره)، ابعاد هندسی سیم پیچ ها و خازن های مدارهای نوسانی اتوژنراتورها تغییر می کند.
مقادیر اندوکتانس و خازن آنها مستقیماً به این ابعاد بستگی دارد. در نتیجه فرکانس تولید از مقدار مشخص شده منحرف می شود. تغییرات دمای محیط نیز در تغییر اندازه مارپیچ های سیم پیچ، صفحات خازن و دی الکتریک منعکس می شود.
به عنوان مثال، در عرض چند دقیقه پس از روشن شدن ولتاژ تغذیه، قسمت های داخلی ژنراتور گرم می شود. قطر و طول مارپیچ سیم پیچ افزایش می یابد، مساحت صفحات خازن افزایش می یابد و ثابت دی الکتریک مواد عایق تغییر می کند. بیشتر این عوامل باعث افزایش اندوکتانس می شوند Lو ظروف بامدار نوسانی در نتیجه با گرم شدن اتوژنراتور فرکانس نوسان به تدریج کاهش می یابد. این پدیده به مدت 30-20 دقیقه مشاهده می شود و نامیده می شود "بیش از حد فرکانس".
ناپایداری فرکانس نیز تحت تأثیر تغییرات ولتاژ تغذیه قرار می گیرد. آنها عمدتاً بر توزیع مجدد بارهای فضایی در شکاف های بین الکترودی لامپ تأثیر می گذارند. مقادیر ظرفیت های بین الکترود موجود در سیستم نوسانی اتوژنراتور با آنها مرتبط است.
تأثیر مراحل بعدی مسیر فرکانس رادیویی در تغییرات در اجزای فعال و راکتیو مقاومت وارد شده به مدار اسیلاتور نهفته است. مطابق با بیان (4.1)، این در فرکانس سیستم تشدید منعکس می شود.
مقادیر نفوذپذیری دی الکتریک ها و هدایت آنها به رطوبت و فشار فضای اطراف بستگی دارد. تغییر شرایط جوی نیز منجر به تغییر فرکانس می شود.
تنوع عوامل بی ثبات کننده و مکانیسم پیچیده تأثیر بر فرکانس تولید مستلزم استفاده از طیف وسیعی از اقدامات با هدف تضعیف آنها است. این شامل استهلاک واحد اتوژنراتور، افزایش صلبیت ساختار آن و غیره است.
تاثیر تغییرات دما بر فرکانس اسیلاتور را می توان با استفاده از آن تضعیف کرد ترموستات- دستگاهی که در آن دمای ثابت به طور خودکار حفظ می شود. آب بندی ترموستات از تأثیر تغییرات رطوبت و فشار بر فرکانس جلوگیری می کند.
برای مبارزه با ضریب دما، از خازن های خاصی استفاده می شود که ظرفیت آنها افزایش نمی یابد، اما در هنگام گرم شدن کاهش می یابد و در نتیجه افزایش القایی مدار را جبران می کند. فریم های سیم پیچ از جنس رادیو چینی با کیفیت بالا ساخته شده اند. مارپیچ ها یا با سوزاندن سیم نقره ای یا با سیم پیچی سیم مسی از پیش گرم شده اعمال می شوند.
یک اتو ژنراتور، به عنوان یک قاعده، دارای یک منبع تغذیه جداگانه است که ولتاژ آن در برخی موارد تثبیت می شود. تضعیف تأثیر روی فرکانس خود نوسانگر مراحل بعدی مسیر فرکانس رادیویی با روشن کردن یک مرحله بافر که بدون جریان شبکه کار می کند و در نتیجه مقاومت ورودی ثابتی دارد به دست می آید.
اتوژنراتور به دقت از تأثیر میدان های الکترومغناطیسی خارجی محافظت می شود. استفاده از ضرب کننده های فرکانس نیز به تضعیف تأثیر آبشارهای قوی تر بر تحریک کننده کمک می کند.
تحقیقات نشان می دهد که پایداری فرکانس یک خود نوسانگر تا حد زیادی توسط ضریب کیفیت سیستم تشدید Q آن تعیین می شود. هر چه مقدار آن بیشتر باشد، پایداری بالاتری دارد. منظم مدار نوسانیبا پارامترهای توده ای، در بهترین حالت، دارای ضریب کیفیت 250-300 واحد است و با در نظر گرفتن مقاومت های معرفی شده - حتی کمتر.
بنابراین، یک خود نوسانگر با چنین مداری دارای ناپایداری نسبی نسبتاً کم است - حدود 10 -3 -10 -4. رزوناتورهای به اصطلاح کوارتز دارای فاکتور کیفیت بسیار بالاتری هستند - تا چندین میلیون واحد. پارامترهای کوارتز نیز کمی تحت تأثیر عوامل خارجی قرار می گیرند. از نظر ساختاری، چنین تشدید کننده ای به شکل صفحه ای برش خورده از یک کریستال کوارتز طبیعی یا مصنوعی ساخته می شود.
پوشش های نازک نقره ای از هر دو طرف روی سطح آن اعمال می شود که به عنوان الکترود استفاده می شود. این صفحه در یک ظرف فلزی، پلاستیکی یا شیشه ای قرار می گیرد که معمولاً در داخل آن خلاء ایجاد می شود. این امر عایق بودن صفحه را از تأثیرات جوی تضمین می کند. آسیب مکانیکیو آلودگی سطح آن علاوه بر این، اصطکاک صفحه ارتعاشی بر روی هوا حذف می شود، که اجازه می دهد تا ضریب کیفیت بالای تشدید کننده حفظ شود. با استفاده از نگهدارنده های کوارتز مخصوص با پایانه های خارجی، تشدید کننده به مدار رادیویی متصل می شود.
مانند هر بدنه مکانیکی الاستیک، صفحه کوارتز قابلیت نوسان در هر یک از سه بعد (طول، عرض و ضخامت) را دارد. فرکانس این ارتعاشات به شدت به ابعاد هندسی صفحه بستگی دارد. در عمل، خود نوسانگرها اغلب از نوسانات در امتداد ضخامت خود استفاده می کنند. در این مورد، فرکانس آنها را می توان با استفاده از فرمول تقریبی زیر تعیین کرد:
جایی که f 0- فرکانس طبیعی نوسانات، مگاهرتز؛ د- ضخامت صفحه، میلی متر
افزایش فرکانس رزونانس f 0 با نیاز به کاهش این اندازه همراه است که به ناچار کاهش مقاومت مکانیکی صفحه را به دنبال دارد. برای جلوگیری از تخریب آن، نباید نازکتر از 0.3 میلی متر باشد که مربوط به فرکانس تشدید 10 مگاهرتز است. این شرایط تا حدی نیاز به استفاده از ضریب در مسیرهای فرکانس رادیویی فرستنده های موج ده متری را توضیح می دهد.
استفاده از کوارتز در دستگاه های مهندسی رادیو به دلیل وجود اثر پیزوالکتریک امکان پذیر است: هرگونه تغییر شکل مکانیکی صفحه باعث ظاهر شدن بارهای الکتریکیدر وجوه مخالف آن و بالعکس. خواص تشدید یک صفحه کوارتز و پدیده یک اثر پیزوالکتریک برگشت پذیر این امکان را فراهم می کند که آن را در قالب برخی از معادل ها نشان دهیم. نمودار الکتریکی، در شکل 4.3 نشان داده شده است.
شکل 4.3 مدار معادل (آ)و پاسخ فرکانسی (ب)تشدید کننده کوارتز
در آن، خود صفحه با یک مدار رزونانس سری با پارامترهای الکتریکی معادل جایگزین می شود L مربع, از مربعو r مربعظرفیت نگهدارنده کوارتز و نصب به صورت موازی به آن متصل می شود از 0.
در شکل 4.3 بماهیت تغییر راکتانس چنین مداری را بسته به فرکانس نوسانات اجباری ω نشان می دهد. در مقادیر کوچک ω، مقاومت ظرفیت C 0 را می توان نادیده گرفت، زیرا بزرگ است و به صورت موازی به مدار L متصل می شود. kv، با kvو r مربعمقاومت دومی در محدوده فرکانس 0-ω دهکدهماهیت خازنی دارد
در فرکانس ω دهکدهرزونانس ولتاژ در مدار سری رخ خواهد داد. با افزایش بیشتر ω، مقاومت معادل شاخه سری ماهیت القایی و افزایش مقدار خواهد داشت.
تشدید کننده کوارتز در خود نوسانگرها به دو صورت استفاده می شود: یا به عنوان اندوکتانس معادل با استاندارد بالا در محدوده فرکانس ω. دهکده -ω بخار، یا به عنوان یک فیلتر باند باریک در فرکانس ω دهکده، در مدار بازخورد گنجانده شده است.
ژنراتور برانگیخته خارجی (EXG)
ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید
دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.
ارسال شده در http://www.allbest.ru/
معرفی
در سیستم‌های دیجیتال، سیگنال‌ها به شکل ترکیب‌های مختلفی از پالس‌های با دامنه ثابت ارسال می‌شوند و مقدار عددی سیگنال را در هر یک نمایش می‌دهند. این لحظهزمان (گروه های کد).
برای اینکه هر مقدار سیگنال به گروه کد مربوطه تبدیل شود، تعداد این مقادیر باید محدود باشد. بنابراین، تنها سیگنال های گسسته زمانی را می توان به گروه های کد تبدیل کرد. برای اینکه بتوان سیگنال های پیوسته زمان را به صورت دیجیتالی ارسال کرد، یعنی. در قالب گروه های کد، ابتدا باید به گروه های گسسته تبدیل شوند.
انتقال سیگنال نمونه برداری شده از طریق خط غیرعملی است، زیرا به تداخل بسیار حساس است. بنابراین در سیستم های انتقال دیجیتال به شکل دیجیتال تبدیل می شود. برای این منظور، سیگنال تحت فرآیندهای کوانتیزاسیون و کدگذاری قرار می گیرد. بعد تحول می آید شخصیت های دیجیتالدر سیگنال ها - مدولاسیون.
در این کار دورهلازم است یک بلوک دیاگرام سیستم و یک نمودار عملکردی دستگاه گیرنده یا فرستنده ایجاد شود. نرخ انتقال اطلاعات، نوع مدولاسیون، نوع کد اضافی را با استفاده از آن تعیین کنید گزینه داده شدهو راه حل های مداری را برای دستگاه هایی که پارامترهای انتخاب شده را پیاده سازی می کنند، توسعه دهید.
1. تجزیه و تحلیل روش های موجود برای انتقال اطلاعات به ITS
1.1 تجزیه و تحلیل پیام ها با ماهیت های فیزیکی مختلف
علم اطلاعات در زمینه های مختلف کاربرد دارد. در این راستا، هیچ تعریف کلاسیکی از مفهوم «اطلاعات» که برای همه علوم جهانی باشد، وجود ندارد. اطلاعات به معنای تمام اطلاعات دریافتی نیست، بلکه فقط اطلاعاتی است که هنوز شناخته نشده و برای گیرنده جدید است. در این حالت، اطلاعات اقدامی برای رفع عدم قطعیت است. اطلاعات از راه دور با استفاده از یک پیام منتقل می شود.
پیام اطلاعاتی است که به شکلی خاص بیان می‌شود و برای انتقال از منبع به گیرنده با استفاده از سیگنال‌هایی با ماهیت‌های فیزیکی مختلف در نظر گرفته شده است. پیام می تواند تلگرام، فوتوتلگرام، سخنرانی، تصویر تلویزیونی، داده ها در خروجی کامپیوتر و غیره که از طریق کانال های ارتباطی مختلف منتقل می شوند و همچنین سیگنال هایی با ماهیت های فیزیکی مختلف که از اشیا منتشر می شوند.
یک سیگنال پیامی را به موقع منتقل می کند. بنابراین، همیشه تابع زمان است، حتی اگر پیام (مثلاً یک تصویر ثابت) نباشد. اگر سیگنال یک تابع x(t) باشد که فقط مقادیر گسسته خاصی از x را می گیرد، آن را گسسته یا گسسته در سطح (دامنه) می نامند. به همین ترتیب، پیامی که فقط سطوح خاصی را می پذیرد گسسته نامیده می شود. اگر یک سیگنال (یا پیام) بتواند هر سطحی را در یک بازه زمانی معین به خود بگیرد، آن را پیوسته یا آنالوگ می نامند.
در حال حاضر، گسترش مستمر حوزه های کاربرد سیستم های انتقال وجود دارد اطلاعات دیجیتالو این همه است تعداد بزرگترانواع مختلفی از اطلاعات آنالوگ تمایل به انتقال به شکل دیجیتال دارند. این در مورد انتقال صدق می کند پیام های تلفنی، تصاویر عکاسی، داده های تله متری و غیره. بنابراین، پیام های گسسته می توانند هم اولیه و هم ثانویه باشند که از پیام های پیوسته به دست می آیند.
1.2 انتقال پیام های پیوسته و انواع مدولاسیون
برای انتقال اطلاعات از راه دور، لازم است پیامی حاوی این اطلاعات ارسال شود. یک سیستم انتقال اطلاعات از عناصر اصلی زیر تشکیل شده است: منبع، رمزگذار، مدولاتور، کانال، دمدولاتور، رمزگشا و گیرنده.
رمزگذار پیام تولید شده را در یک توالی مجزا ترسیم می کند. مدولاتور و دمودولاتور با هم عملیاتی را برای تبدیل پیام کدگذاری شده به سیگنال و تبدیل معکوس اجرا می کنند.
رمزگشا توالی گسسته را در یک کپی از پیام اصلی نگاشت می کند.
در طول انتقال رادیویی، فرکانس پایین سیگنال اطلاعاتروی یک فرکانس حامل رادیویی ارسال می شود و باید آن را تغییر دهد (مدوله کند). مدولاسیون می تواند دامنه، فرکانس یا فاز حامل را تغییر دهد. مدولاسیون برای موارد زیر استفاده می شود:
انتقال اطلاعات با حداقل تحریف؛
انتقال و دریافت را با حداقل تلفات انجام دهید.
از طیف فرکانس به طور موثر استفاده کنید.
سه نوع اصلی مدولاسیون آنالوگ وجود دارد:
1. مدولاسیون دامنه (AM) - مدولاسیونی که در آن نوسانات بدون میرایی در دامنه مطابق با نوسانات فرکانس پایین تر تغییر می کند. AM ساده ترین و رایج ترین راه برای تغییر پارامترهای محیط ذخیره سازی، فرکانس و فاز اولیهنوسانات ثابت نگه داشته می شوند. چشم انداز مدولاسیون دامنهدر شکل 1 ارائه شده است.
برنج. 1. مدولاسیون دامنه
2. مدولاسیون فرکانس(FM) - مدولاسیونی که در آن فرکانس حامل سیگنال مطابق با نوسان تعدیل کننده تغییر می کند. مزایای اصلی مدولاسیون فرکانس عبارتند از: ایمنی بالای نویز، توانایی استفاده از ویژگی های آماری پیام چند کانالهبرای افزایش ایمنی صدا، توانایی با وسایل سادهاطمینان از پایداری تضعیف باقیمانده کانال های ارتباطی. مدولاسیون فرکانس در شکل 2 نشان داده شده است.
برنج. 2. مدولاسیون فرکانس
3. مدولاسیون فاز (PM) - تغییر فاز حامل متناسب با مقادیر لحظه ای سیگنال تعدیل کننده است. با FM، طبق قانون تعدیل نوسان uУ(t)، فاز نوسانات تغییر می کند:
Ф(t)= ь0t+kфм uШ(t)،
که در آن kfm یک ضریب تناسب است که از نظر عددی برابر با شیب مشخصه مدولاتور فاز است.
با FM و PM، در طول فرآیند مدولاسیون، فاز (زاویه فاز) ارتعاش حامل تحت تاثیر قرار می گیرد، یعنی. این دو نوع مدولاسیون تغییراتی از به اصطلاح مدولاسیون زاویه هستند.
1.3 انتقال پیام های گسستهو انواع دستکاری
پیام گسسته تولید شده توسط منبع، دنباله ای از کاراکترهای انتخاب شده از یک مجموعه خاص است. برای تبدیل دنباله ای از کاراکترهای یک پیام گسسته به سیگنال اولیه، ابتدا کدگذاری می شوند، به عنوان مثال. هر کاراکتر پیام با ترکیبی از تعداد کمی از نویسه‌های استاندارد جایگزین می‌شود و سپس این کاراکترهای استاندارد به سیگنال‌های الکتریکی استاندارد UI تبدیل می‌شوند (شکل 3).
علائم T P S
ترکیب کد 00001 01101 10100
برنج. 3. تبدیل پیام ها در طول رمزگذاری
در نتیجه رمزگذاری، هر کاراکتر پیام به عنوان دنباله ای از نمادهای الفبای ثانویه - ترکیب کدها نشان داده می شود. رمزگذاری می تواند به صورت دستی یا خودکار انجام شود. دستگاهی که عملیات رمزگذاری را به صورت خودکار انجام می دهد رمزگذار نامیده می شود.
عملیات معکوس، یعنی به بازیابی کاراکترهای پیام از ترکیب کدها رمزگشایی و دستگاهی که این عملیات را انجام می دهد رمزگشا می گویند. به طور معمول، رمزگذار و رمزگشا همچنین عملیات تبدیل نمادها به سیگنال اولیه و سیگنال اولیه به نمادها را انجام می دهند؛ آنها اغلب در یک دستگاه واحد - یک کدک، ترکیب می شوند. فرآیند تبدیل پیام گسسته به سیگنال و تبدیل مجدد سیگنال به پیام در شکل 4 نشان داده شده است.
مدولاسیون گسسته یک مورد خاص از مدولاسیون حامل هارمونیک است، زمانی که سیگنال مدوله کننده u(t) گسسته باشد. چنین سیگنال تعدیل کننده گسسته معمولاً یک سیگنال اولیه است که نمادهای ترکیب کد پیام های گسسته را نشان می دهد. مدولاسیون گسسته را دستکاری نیز می گویند.
با کنترل پارامترهای حامل هارمونیک با استفاده از سیگنال اولیه، می توان دامنه، فرکانس و کلید شیفت فاز را به دست آورد.
در شکل شکل 5 شکل موج را در کد باینری برای انواع مختلف مدولاسیون گسسته نشان می دهد. با AM، نماد 1 مربوط به انتقال یک نوسان حامل در طول زمان T (ارسال) است، نماد 0 - عدم وجود نوسان (مکث). در FM، انتقال موج حامل با فرکانس f1 با نماد 1 و انتقال موج با فرکانس f0 برابر با 0 است. با PM باینری، فاز حامل با هر انتقال از 1 به 0، p تغییر می کند. و از 0 تا 1.
برنج. 5. شکل موج کد باینری برای انواع مختلف مدولاسیون گسسته
در سیستم های انتقال پیام گسسته، مدار تصمیم گیری از دو قسمت تشکیل شده است: یک دمدولاتور و یک رمزگشا.
1.4 سیستم های انتقال اطلاعات دیجیتال
عملیات نمونه برداری و کمی سازی برای تبدیل پیام پیوسته به شکل دیجیتال استفاده می شود. توالی گزارش‌های کوانتیزه‌شده به‌دست‌آمده از این طریق، رمزگذاری شده و از طریق یک کانال مجزا به عنوان هر پیام گسسته ارسال می‌شود. در سمت دریافت، پیام پیوسته پس از رمزگشایی بازیابی می شود (با دقت متفاوت).
مزیت فنی اصلی سیستم های انتقال دیجیتال بیش از سیستم های پیوستهدر ایمنی بالای سر و صدای آنها نهفته است. این مزیت در سیستم‌های انتقال با رله‌های سیگنال چندگانه بارزتر است.
با یک سیستم پیام رسانی مداوم دیجیتال، می توان با استفاده از کدگذاری مقاوم در برابر نویز، وفاداری را افزایش داد. ایمنی بالای نویز سیستم های انتقال دیجیتال امکان ارتباط تقریباً نامحدود با استفاده از کانال های با کیفیت نسبتا پایین را فراهم می کند.
بیایید بلوک دیاگرام یک کانال دیجیتال برای ارسال پیام های پیوسته را در نظر بگیریم (شکل 6).
برنج. 6. بلوک دیاگرام سیستم انتقال دیجیتال
کانال انتقال دیجیتال شامل دستگاه هایی برای تبدیل پیام پیوسته به شکل دیجیتال است - مبدل آنالوگ به دیجیتال(ADC) در سمت فرستنده و دستگاه هایی برای تبدیل سیگنال دیجیتال به شکل پیوسته - مبدل دیجیتال به آنالوگ(DAC) در سمت گیرنده. خروجی حاصل ADC دیجیتالسیگنال از طریق یک کانال مجزا منتقل می شود. یک کانال گسسته شامل یک رمزگذار، یک مدولاتور، یک خط ارتباطی، یک دمدولاتور و یک رمزگشا است. در سمت دریافت، DAC یک سیگنال پیوسته از سیگنال دیجیتال دریافتی را با دقت متفاوت بازسازی می کند.
در مبدل پیام به سیگنال، پیام پیوسته ای که از خروجی منبع می آید به سیگنال دیجیتال تبدیل می شود.
تبدیل آنالوگ به دیجیتال شامل سه عملیات است: اول، پیام پیوسته در زمان در فواصل زمانی نمونه برداری می شود. نمونه های دریافتی مقادیر لحظه ای کوانتیزه می شوند. در نهایت، دنباله حاصل از مقادیر کوانتیزه شده پیام ارسال شده با رمزگذاری به عنوان دنباله ای از نمادهای باینری "0" و "1" نشان داده می شود.
این تبدیل مدولاسیون کد پالس (PCM) نامیده می شود. اغلب، کدنویسی در اینجا به نوشتن شماره سطح به شکل باینری ختم می شود.
سیگنال PCM دریافتی از خروجی ADC یا مستقیماً به خط ارتباطی یا ورودی فرستنده عرضه می شود. در سمت دریافت کننده خط ارتباطی، دنباله پالس ها پس از دمودولاسیون و بازسازی در گیرنده به یک مبدل دیجیتال به آنالوگ DAC ارسال می شود که هدف آن تبدیل معکوس(بازیابی) یک پیام پیوسته با توجه به دنباله دریافتی از ترکیب کد.
DAC شامل یک دستگاه رمزگشایی است که برای تبدیل ترکیب کدها به دنباله‌ای کوانتومی از نمونه‌ها و یک فیلتر صاف‌کننده طراحی شده است که یک پیام پیوسته از مقادیر کوانتومی را بازسازی می‌کند.
تبدیل پیام‌های پیوسته به شکل دیجیتال در سیستم‌های PCM با گرد کردن مقادیر آنی به نزدیک‌ترین سطوح کوانتیزاسیون مجاز همراه است. خطای نمایش حاصل غیرقابل حذف است، اما قابل کنترل است (زیرا از نیمی از مرحله کوانتیزاسیون تجاوز نمی کند). با انتخاب یک مرحله کوانتیزاسیون کوچک، می توان از هم ارزی پیام های اصلی و کوانتیزه شده با توجه به یک معیار مشخص اطمینان حاصل کرد. خطای کوانتیزاسیون (خطا) که تفاوت بین پیام اصلی و پیام بازسازی شده از نمونه های کوانتیزه شده است، نویز کوانتیزاسیون نامیده می شود.
2. تجزیه و تحلیل روش های افزایش مصونیت نویز سیستم های انتقال اطلاعات
2.1 کدگذاری مقاوم در برابر نویز
هر گونه تداخل خارجی یا داخلی بر روی سیگنال که باعث انحراف تصادفی سیگنال دریافتی از سیگنال ارسالی شود، تداخل نامیده می شود. تداخل بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شود: بر اساس منشاء، ویژگی های فیزیکی، بر اساس ماهیت اثر بر سیگنال.
از نظر مبدا، لازم است به نویز داخلی تجهیزات موجود در کانال ارتباطی توجه کنید - به اصطلاح نویز حرارتی.
آنها بر اساس خواص فیزیکی خود، بین نوسانات و تداخل متمرکز تمایز قائل می شوند. نویز نوسان انحرافات تصادفی مقادیر فیزیکی است. تداخل متمرکز طیف شامل تداخل ایستگاه های رادیویی خارجی، ژنراتورهای فرکانس بالا برای اهداف مختلف و تداخل گذرا از کانال های مجاور سیستم های چند کاناله است.
بر اساس ماهیت تأثیر روی سیگنال، تداخل افزایشی و ضربی متمایز می شود. افزودنی تداخلی است که مقادیر آنی آن به مقادیر لحظه ای سیگنال اضافه می شود. تداخل افزودنی بدون توجه به سیگنال دستگاه گیرنده را تحت تأثیر قرار می دهد و حتی زمانی که سیگنالی در ورودی گیرنده وجود ندارد رخ می دهد.
در کانال های ارتباطی واقعی، معمولاً نه تنها یک تداخل، بلکه ترکیبی از آنها وجود دارد.
استفاده از کدهای تصحیح کننده خطا یا کدگذاری تصحیح خطا می باشد وسیله موثرافزایش قابلیت اطمینان انتقال اطلاعات با حفظ همان سرعت انتقال و پارامترهای انرژی کانال ارتباطی و کاهش نسبت سیگنال به نویز مورد نیاز برای اطمینان از قابلیت اطمینان مشخص شده دریافت اطلاعات. کدگذاری با تشخیص و تصحیح خطا، به عنوان یک قاعده، با مفهوم افزونگی کد همراه است، که در نهایت منجر به کاهش سرعت انتقال جریان اطلاعات در طول مسیر ارتباطی می شود. افزونگی در این واقعیت نهفته است که پیام های دیجیتال حاوی نمادهای اضافی هستند تا اطمینان حاصل شود که هر کلمه رمز منحصر به فرد است.
دومین ویژگی مرتبط با کدگذاری تصحیح نویز، میانگین نویز است. این اثر این است که نمادهای اضافی به چندین نماد اطلاعاتی وابسته هستند. با افزایش تعداد نمادهای اضافی، نسبت نمادهای اشتباه در یک بلوک به میانگین نرخ خطا در کانال تمایل پیدا می کند. با پردازش نمادها در بلوک ها، به جای یکی پس از دیگری، می توان میزان خطای کلی را کاهش داد و با احتمال ثابت خطای بلوک، نسبت خطاهایی را که باید اصلاح شوند، کاهش داد. تمام کدهای شناخته شده فعلی را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد: بلوک و پیوسته. کدهای بلوک با این واقعیت مشخص می شوند که توالی شخصیت های منتقل شدهبه بلوک تقسیم شده است. عملیات رمزگذاری و رمزگشایی در هر بلوک به طور جداگانه انجام می شود. کدهای پیوسته با این واقعیت مشخص می شوند که توالی اولیه نمادهای حامل اطلاعات به طور مداوم طبق یک قانون خاص به دنباله دیگری حاوی تعداد زیادی نماد تبدیل می شود. در این حالت، فرآیندهای رمزگذاری و رمزگشایی نیازی به تقسیم بندی ندارند کاراکترهای کدروی بلوک ها
2.2 سیستم های بازخورد
سیستم‌های انتقال اطلاعات گسسته با بازخورد (OS) سیستم‌هایی هستند که در آنها تکرار اطلاعات ارسال شده قبلی تنها پس از دریافت سیگنال FE رخ می‌دهد. سیستم های بازخورد به سیستم هایی با سیستم عامل تصمیم گیری و سیستم عامل اطلاعات تقسیم می شوند.
2.2.1 سیستم هایی با بازخورد تصمیم
در گیرنده سیستم، ترکیبات پذیرفته شده صحیح در یک انباشته جمع می شوند و اگر پس از دریافت بلوک حداقل یکی از ترکیبات پذیرفته نشد، سیگنال ارسال مجدد تولید می شود که برای کل بلوک یکنواخت است. کل بلوک دوباره تکرار می شود و در گیرنده سیستم، ترکیباتی که در اولین ارسال پذیرفته نشده اند از بلوک انتخاب می شوند. درخواست ها تا زمانی که تمام ترکیبات بلوک پذیرفته شود، انجام می شود. پس از دریافت تمام ترکیب ها، یک سیگنال تایید ارسال می شود. پس از دریافت آن، فرستنده بلوک بعدی ترکیبات را ارسال می کند (سیستم هایی با پرسش مجدد آدرس پذیر - ROS-AP). این سیستم ها از بسیاری جهات شبیه به سیستم های انباشته هستند، اما بر خلاف دومی، گیرنده آنها را تولید می کند و یک سیگنال پیچیده دوباره سوال ارسال می کند، که نشان دهنده اعداد شرطی (آدرس) ترکیبات بلوکی است که توسط گیرنده پذیرفته نشده است. مطابق با این سیگنال، فرستنده کل بلوک را مانند یک سیستم با تجمع تکرار نمی کند، بلکه فقط ترکیبات دریافت نشده (سیستم هایی با انتقال متوالی ترکیب کد - ROS-PP) را تکرار نمی کند.
شناخته شده گزینه های مختلفساخت سیستم های ROS-PP که اصلی ترین آنها عبارتند از:
سیستم هایی با تغییر ترتیب ترکیب ها (ROS-PP). در این سیستم ها گیرنده فقط ترکیباتی را که دستگاه تصمیم گیری تصمیم به پاک کردن آنها گرفته است پاک می کند و فقط برای این ترکیب ها سیگنال های سوال مجدد را به فرستنده ارسال می کند. ترکیب های باقیمانده به محض رسیدن به PI صادر می شوند.
سیستم هایی با بازیابی ترتیب ترکیبات (ROS-PP). تفاوت این سیستم ها با سیستم های ROS-PP فقط در این است که گیرنده آنها دارای دستگاهی است که ترتیب ترکیب ها را بازیابی می کند.
سیستم های با تراکم متغیر (ROS-PP). در اینجا، فرستنده به طور متناوب ترکیبی از دنباله ها را ارسال می کند و تعداد مورد دوم به گونه ای انتخاب می شود که تا زمان ارسال ترکیب ها، فرستنده قبلاً یک سیگنال سیستم عامل برای ترکیب قبلی ارسال شده از این دنباله دریافت کرده است.
سیستم هایی با مسدود کردن گیرنده برای مدت زمان دریافت ترکیب پس از تشخیص خطا و تکرار یا انتقال بلوک از ترکیبات (ROS-PP).
سیستم های با کنترل ترکیبات مسدود شده (ROS-PP). در این سیستم ها، پس از تشخیص خطا در ترکیب کد و ارسال سیگنال پرسش مجدد، ترکیبات h -1 به دنبال ترکیب با خطای شناسایی شده برای خطاهای شناسایی شده بررسی می شوند.
2.2.2 سیستم هایی با بازخورد اطلاعاتی
تفاوت در منطق عملکرد سیستم ها با POS و IOS در سرعت انتقال آشکار می شود. در اغلب موارد، انتقال کاراکترهای سرویس به انرژی و زمان کمتری نسبت به انتقال توسط نیاز دارد کانال مستقیمشناسه ها در یک سیستم با ROS. بنابراین سرعت انتقال پیام در جهت جلو در سیستم دارای IOS بیشتر است. اگر مصونیت نویز کانال معکوس بیشتر از مصونیت نویز کانال فوروارد باشد، پس قابلیت اطمینان انتقال پیام در سیستم‌های دارای IOS نیز بالاتر است. در صورت بازخورد کامل اطلاعات بی صدا، بدون در نظر گرفتن سطح تداخل در آن، می توان از انتقال بدون خطا پیام ها از طریق کانال فوروارد اطمینان حاصل کرد. برای انجام این کار، لازم است علاوه بر این، اصلاح علائم سرویس تحریف شده در کانال مستقیم سازماندهی شود. چنین نتیجه ای اصولاً در سیستم هایی با سیستم های توزیع توزیع شده دست نیافتنی است. در مورد خطاهای گروه بندی، شرایطی که تحت آن اطلاعات و بخش های کنترلی ترکیب کدها در هر دو سیستم ارتباطی منتقل می شوند، نقش مهمی ایفا می کند. هنگام استفاده از IOS، تنها ارتباط بین خطاها در کانال های رو به جلو و معکوس اغلب رخ می دهد.
نقش مهمی در مقایسه انتقال پیام با POC و IOS نیز توسط طول کد مورد استفاده n و افزونگی آن s/t ایفا می‌شود. اگر افزونگی کوچک باشد (s/n<0,3), то даже при бесшумном обратном канале ИОС практически не обеспечивает по достоверности преимущества перед РОС. Однако скорость передачи у систем с ИОС по-прежнему выше. Следует указать еще одно преимущество систем с ИОС, обусловленное различием в скорости. Каждому заданному значению эквивалентной вероятности ошибки соответствует оптимальная длина кода, при отклонении от которой скорость передачи в системе с РОС уменьшается. В системах с ИОС при s/n>0.3 انتقال پیام ها با استفاده از کدهای کوتاه سودآورتر است. با تنظیم قابلیت اطمینان از قبل، سرعت انتقال بیشتر می شود. این از نقطه نظر عملی مفید است، زیرا رمزگذاری و رمزگشایی زمانی قابل انجام است کدهای کوتاهآسان تر. با افزایش افزونگی کد، مزیت سیستم‌های دارای IOS از نظر قابلیت اطمینان انتقال افزایش می‌یابد حتی زمانی که کانال‌های رو به جلو و معکوس از نظر مصونیت نویز برابر باشند، به خصوص اگر انتقال پیام‌ها و دریافت‌ها در یک سیستم دارای IOS به گونه‌ای سازماندهی شود که خطاهای موجود در آنها اصلاح نشده است. افزایش انرژی در کانال رو به جلو یک سیستم با IOS یک مرتبه بزرگتر از یک سیستم با DOS است. بنابراین، IOS در همه موارد، مصونیت نویز برابر یا بالاتری را برای انتقال پیام از طریق کانال رو به جلو، به ویژه با s بزرگ و یک کانال معکوس بدون نویز، فراهم می کند. IOS به طور منطقی در سیستم هایی استفاده می شود که کانال معکوس، به دلیل ماهیت بارگذاری آن، می تواند برای انتقال موثر اطلاعات دست دادن بدون تعصب به اهداف دیگر استفاده شود.
با این حال، پیچیدگی کلی پیاده سازی سیستم ها با IOS بیشتر از سیستم های دارای DOS است. بنابراین، سیستم های دارای POC کاربرد وسیع تری پیدا کرده اند. سیستم‌های دارای IOS در مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرند که کانال بازگشت می‌تواند به طور موثر برای انتقال رسیدها بدون آسیب به اهداف دیگر استفاده شود.
3. محاسبه مشخصات سیستم های انتقال اطلاعات
در طول کار لازم است:
*تعیین سرعت انتقال اطلاعات
*نوع مدولاسیون را انتخاب کنید.
*گزینه ای را برای ساختن یک سیستم انتقال اطلاعات انتخاب کنید که حداکثر انتقال مقدار معینی از اطلاعات را در هر جلسه ارتباطی تضمین می کند. استفاده موثرکانالهای ارتباطی؛
* یک بلوک دیاگرام سیستم را ایجاد کنید.
*نمودار عملکردی یک دستگاه گیرنده یا فرستنده را تهیه کنید و مشخصات زمان بندی سیگنال ها را در بخش های مختلف دستگاه ترسیم کنید.
1. اجازه دهید نرخ انتقال داده مورد نیاز را از طریق کانال ارتباطی تعیین کنیم، مشروط بر اینکه حجم اطلاعات رسمیدر هر جلسه از 8 درصد تجاوز نخواهد کرد. سرعت انتقال اطلاعات V برابر است با مقدار اطلاعات ارسال شده از طریق یک کانال ارتباطی در واحد زمان [bit/s]:
که در آن Iп حجم اطلاعات ارسال شده است،
Tss - زمان جلسه ارتباطی
نرخ انتقال اطلاعات حاصل، برابر با 2400 بیت در ثانیه، مطابق با GOST 17422-82 است.
نرخ مدولاسیون B با فرمول تعیین می شود:
بیایید تعداد موقعیت های سیگنال را محاسبه کنیم. با دانستن این موضوع و جایگزینی مقدار اصلی به جای پهنای باند، دریافت می کنیم:
آن ها ما یک سیگنال چهار موقعیت داریم. سپس نرخ مدولاسیون است
2. پهنای باند فیلتر را محاسبه کنید
پهنای باند فیلتر نباید از پهنای باند مجاز 3100 هرتز تجاوز کند. 1700 هرتز 3100 هرتز می توانید از نرخ مدولاسیون B = 1200 Baud استفاده کنید.
برای مدل سازی یک سیگنال چهار موقعیت با نرخ داده 2400 bps، باید از دو نسبی استفاده کنید. کلید زدن تغییر فاز(DOFM).
3. بیایید محاسبه کنیم ارزش موثرولتاژ تداخل در باند عبور فیلتر؟ Fпф = 1700 هرتز طبق فرمول:
4. ایمنی بالقوه نویز هنگام استفاده از روش DOPSK:
جایی که Ф(q) - تابع کرامپ
احتمال خطا
q - نسبت سیگنال/نویز
با سرعت مدولاسیون B = 1200 Baud، احتمال خطا برابر است با:
5. مقدار موثر ولتاژ سیگنال را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:
سطوح سیگنال در ورودی و خروجی کانال:
برای اینکه دستگاه فرستنده خراب نشود، باید شرایط زیر رعایت شود:
جایی که: Psvkh - سطح سیگنال ورودی،
Pmax - حداکثر سطح مجاز سیگنال.
برای کانال های فرکانس صوتی Pmax = -13 دسی بل.
شرط (3.13) برآورده می شود، بنابراین می توان از این نوع مدولاسیون برای ساخت یک سیستم انتقال با این پارامترها استفاده کرد.
4. نمودار ساختاری و عملکردی سیستم های انتقال اطلاعات
کلیدهای گسسته ایمنی در برابر نویز دیجیتال
1. سیستم انتقال سیگنال از یک دستگاه تبدیل سیگنال ارسال کننده (SCD)، یک کانال ارتباطی و یک دستگاه تبدیل سیگنال دریافت کننده (SDC) تشکیل شده است.
بلوک دیاگرام سیستم انتقال اطلاعات در شکل 7 نشان داده شده است.
برنج. 7. بلوک دیاگرام سیستم انتقال اطلاعات
K - رمزگذار،
FM - مدولاتور سیگنال فاز،
G - ژنراتور،
PF - فیلتر باند گذر،
OA - محدود کننده دامنه،
DF - دمدولاتور فاز،
LPF - فیلتر پایین گذر،
VU - دستگاه خروجی،
DK - رمزگشا.
سیگنال از رمزگذار وارد مدولاتور می شود که خروجی آن دنباله ای از پالس های مثبت و منفی است که در یک نوسان حامل سینوسی ایجاد شده توسط ژنراتور پالس G ضرب می شود.
مبدل تغییر در فاز فرکانس حامل را فراهم می کند.
فیلتر باند گذر UPSper برای محدود کردن طیف سیگنال ارسال شده به کانال ارتباطی عمل می کند.
فیلتر باند گذر UPSpr برای کاهش تداخل از کانال ارتباطی طراحی شده است. محدود کردن دامنه OA اجازه می دهد تا اولاً تأثیر تغییرات دامنه سیگنال در کانال ارتباطی بر مدت زمان سیگنال های دریافتی را تقریباً به طور کامل از بین ببریم و ثانیاً اعوجاج عناصر سیگنال را به طور قابل توجهی کاهش دهیم. فرآیندهای ثابت علاوه بر این، OA اثر نویز ضربه ای را کاهش می دهد. دمدولاتور سیگنال را به پالس های DC تبدیل می کند. فیلتر پایین گذر، هارمونیک های بالاتر و باقی مانده های حامل را در سیگنال تصحیح شده سرکوب می کند. دستگاه خروجی CU شکل و دامنه سیگنال های خروجی لازم برای عملکرد عادی گیرنده اطلاعات PI را فراهم می کند.
2. اجازه دهید اصل عملکرد سیستم انتقال با DOPM را در نظر بگیریم.
در شکل 8. نمودار عملکردی سیستم انتقال اطلاعات نشان داده شده است.
برنج. 8. نمودار عملکردی سیستم انتقال اطلاعات.
قانون کدگذاری برای DOFM در جدول 1 (توصیه ICITT V.26) نشان داده شده است.
جدول. 1. قانون کدگذاری برای DOFM.
از موارد فوق نتیجه می گیرد که مودم های DOPSK کدگذاری را در m = 4 پیاده سازی می کنند.
با DOPSK، برای انتقال اطلاعات از طریق کانال باینری اول، به عنوان مثال، از شیفت فاز p/2 و Zp/2 و از طریق کانال باینری دوم 0 و p استفاده می شود که با نمودارهای برداری نشان داده شده است (شکل 9). خطوط یکپارچه موقعیت فاز بردارهای کانال های جداگانه را نشان می دهد و خط نقطه چین موقعیت فاز بردارها را در همکاری با یکدیگردو کانال بنابراین، هر ترکیبی از عناصر واحد در هر یک از کانال های باینریمربوط به یک تغییر فاز خاص است.
برنج. 9. نمودارهای برداری سیگنال های DOPSK.
توالی پالس‌هایی که به فرستنده می‌رسند به جفت بیت‌هایی تقسیم می‌شوند که به آنها "dibit" می‌گویند. چهار نرخ جریان مختلف ممکن است: 00، 01، 10 و 11. مدولاتور فاز از اصل تکانه، یعنی فاز با افزودن پالس در فرآیند تقسیم فرکانس تغییر می کند. در این حالت پرش فاز مورد نیاز به صورت مجموع سه پرش کوچکتر به دست می آید.
دمدولاتور DOPSK به گونه ای طراحی شده است که وقتی فازها بین عناصر واحد قبلی و بعدی 45 درجه جابجا می شوند، صفرها در خروجی هر دو کانال به دست می آیند، در? =225 درجه -- واحد، در؟ =135 درجه در خروجی کانال اول - صفر، دوم - یک و در؟ = 315 درجه در خروجی کانال اول - یک و دوم - صفر. با DOPSK، با همان نرخ مدولاسیون با OFM، سرعت انتقال موثر دو برابر بیشتر است، زیرا هر حالت فاز مربوط به یک بیت اطلاعات (مانند OFM)، بلکه به دو بیت (یک بیت در هر کانال) است.
نتیجه
در طول پروژه دوره، انواع مدولاسیون را مطالعه کردم و مزایا و معایب هر کدام را شناسایی کردم.
در نتیجه این پروژه دوره، یک دستگاه تبدیل سیگنال طراحی شد که وظیفه اصلی آن انتقال سیگنال های داده از طریق یک کانال ارتباطی با سرعت مورد نیاز V و احتمال خطا P0 است.
برای طراحی آن، پارامترهای سیستم ارتباطی محاسبه شد. در یک نرخ مدولاسیون داده شده، DOPSK به عنوان بیشترین انتخاب شد حالت بهینهعملکرد، ایجاد مصونیت نویز معین در فرکانس معین.
یک نمودار ساختاری و عملکردی برای نوع سیستم انتخاب شده ایجاد شده است.
کتابشناسی - فهرست کتب
1.Belov S.P. راهنمای تکمیل پروژه های درسی (کار) در رشته "تئوری" ارتباط الکتریکی"برای دانشجویان تخصص 210406 "شبکه های ارتباطی و سیستم های سوئیچینگ" / S.P. Belov، E.I. Prokhorenko. - Belgorod:، 2005. - 32 p.
2. Garanin M.V., Zhuravlev V.I., Kunegin S.V. سیستم ها و شبکه های انتقال اطلاعات - م.: «رادیو و ارتباطات»، 1380. - 366 ص.
3.جی. دیویس، جی. کار. راهنمای جیبی مهندس رادیو / Trans. از انگلیسی - M.: "Dodeka-XXI"، 2002. - 544 p.
4. Klovsky D.D. تئوری ارتباطات الکتریکی. - م.: رادیو و ارتباطات، 1378. - 433s.
5.S.I. باسکاکوف مدارها و سیگنال های مهندسی رادیو، ویرایش دوم. - م.: مدرسه عالی، 2005. - 462 ص.
ارسال شده در Allbest.ru
اسناد مشابه
روش های رمزگذاری پیام به منظور کاهش حجم الفبای علائم و دستیابی به افزایش سرعت انتقال اطلاعات. بلوک دیاگرام یک سیستم ارتباطی برای انتقال پیام های گسسته. محاسبه فیلتر منطبق برای دریافت یک بسته ابتدایی.
کار دوره، اضافه شده 05/03/2015
تحلیل آماریتحریفات انتخاب روشی برای افزایش دقت ارسال پیام داده شده ترسیم ساختار بسته ای از داده های ارسالی برای یک پروتکل معین. تلفیقی نمودارهای عملکردیدستگاه های ترمینال ارسال و دریافت
کار دوره، اضافه شده در 07/09/2012
توسعه بلوک دیاگرام های دستگاه های فرستنده و گیرنده سیستم چند کانالهانتقال اطلاعات از PCM؛ محاسبه پارامترهای اولیه زمان و فرکانس. پروژه یک مدولاتور دامنه پالس برای تبدیل سیگنال آنالوگ به سیگنال AIM.
کار دوره، اضافه شده در 2014/07/20
توابع بلوک های اصلی بلوک دیاگرام سیستم انتقال پیام گسسته. تعیین سرعت انتقال اطلاعات توسط کانال های مختلف. اصول عملکرد دستگاه های همگام سازی، ویژگی های کدگذاری. طبقه بندی سیستم ها با بازخورد
کار دوره، اضافه شده در 2012/02/13
اشکال ارائه اطلاعات، ارزیابی کمی آن. ماهیت و کدگذاری اولیه پیام های گسسته. مجموعه ای از ابزارهای فنی طراحی شده برای انتقال اطلاعات. سیستمی برای تبدیل پیام به سیگنال برای ارسال و دریافت.
چکیده، اضافه شده در 1390/10/28
روش های انتقال سیگنال های گسستهو تلگراف مطابق با داده های اصلی. تبدیل ترکیب کد اصلی به منظور افزایش قابلیت اطمینان انتقال. دستگاه حفاظت از خطا انتقال ناهمزمانو یک سیگنال گسسته
تست، اضافه شده در 2012/02/26
طراحی سیستم رادیویی الکترونیکی برای انتقال پیام های پیوسته از طریق کانال های دیجیتال. محاسبه و انتخاب پارامترهای تبدیل پیام ها به شکل دیجیتال، خطوط رادیویی برای انتقال اطلاعات از شی. شرح بلوک دیاگرام ایستگاه مرکزی.
کار دوره، اضافه شده در 07/07/2009
مواد و روش ها پردازش دیجیتالسیگنال ها در مهندسی رادیو ویژگی های اطلاعاتیسیستم های انتقال پیام گسسته انتخاب مدت و تعداد سیگنال های اولیه برای تولید سیگنال خروجی. توسعه بلوک دیاگرام گیرنده.
کار دوره، اضافه شده 08/10/2009
طراحی یک سیستم رادیویی الکترونیکی برای انتقال پیام های پیوسته از یک جسم متحرک از طریق یک کانال رادیویی به یک نقطه جمع آوری اطلاعات. محاسبه پارامترهای تبدیل پیام و دستگاه های کاربردی. طرح فرکانس سیستم و پروتکل های عملکرد آن.
کار دوره، اضافه شده در 07/07/2009
مطالعه ماهیت و عملکرد سیستم انتقال پیام گسسته. محاسبه سرعت مورد نیاز و ارزیابی قابلیت اطمینان انتقال آنها. انتخاب کد مقاوم در برابر نویز تعریف چند جمله ای مولد. بهینه سازی ساختار ذخیره پیام گسسته
دستگاه انتقال دهنده رادار اولیه تا حد زیادی ویژگی های عملکرد و هزینه آن را با در نظر گرفتن هزینه های عملیاتی تعیین می کند. رادارهای پالس مدرن از فرستنده هایی استفاده می کنند که با استفاده از مدار تک مرحله ای یا چند مرحله ای ساخته شده اند. در یک فرستنده تک مرحله ای، نقش مرحله نهایی و در عین حال تحریک کننده اغلب توسط یک مگنترون انجام می شود. چنین فرستنده هایی معمولاً دارای:
· ابعاد و وزن کلی کوچک،
· بازدهی بالا،
· پایداری کم فرکانس و فاز نوسانات ایجاد شده (پارامترهای نوسان به طور قابل توجهی به حالت عملکرد مگنترون و پارامترهای بار آن بستگی دارد).
نیاز به استفاده از سیستم‌های SDC دیجیتال در رادارها با ضریب بالای سرکوب تداخل از اجسام محلی منجر به الزامات بالایی برای پایداری فاز نوسانات سیگنال کاوشگر می‌شود. در این راستا، فرستنده های مگنترون در حال حاضر کاربرد محدودی در رادارهای کنترل ترافیک هوایی پیدا می کنند.
مدار اصلی دستگاه انتقال یک رادار امیدوار کننده سیستم کنترل ترافیک هوایی چند مرحله ای است:
اسیلاتور اصلی
· ضرب کننده های فرکانس،
· تقویت کننده قدرت خروجی.
کرامت:
· پایداری بالای فرکانس و فاز نوسانات ایجاد شده،
· روش منسجم واقعی برای انتخاب اهداف متحرک.
نقص:
· ابعاد و وزن بزرگ،
· راندمان پایین
کلایسترون های Fly-through اغلب به عنوان تقویت کننده قدرت در این فرستنده ها استفاده می شوند.
تجهیزات انتقال یک رادار پالس دو فرکانس شامل دو دستگاه فرستنده - فرستنده است که در فرکانس حامل سیگنال های تولید شده با یکدیگر متفاوت هستند. هر فرستنده، ساخته شده بر اساس مدار چند مرحله ای، برای تولید یک توالی پالس های رادیویی طراحی شده است. فرکانس بالا، منتشر شده توسط آنتن رادار و همچنین برای تشکیل نوسانات کمکی:
· سیگنال فرکانس هترودین مورد نیاز برای عملیات مبدل فرکانس های گیرنده,
· سیگنال فرکانس متوسط مرجع، لازم برای عملکرد آشکارساز فاز در سیستم SDC.
اگر یک تقویت کننده پارامتری کم نویز در مسیر دریافت استفاده شود، سیگنال کمکی دیگری در مدار فرستنده تولید می شود - سیگنال پمپ برای این تقویت کننده. بلوک دیاگرام یکی از فرستنده ها دستگاه های راداردر شکل نشان داده شده است. 1.5.
بیایید اصل عملکرد دستگاه فرستنده را در نظر بگیریم. اسیلاتور اصلی سه سیگنال تولید می کند:
· سیگنال فرکانس هترودین به شکل نوسانات پیوسته با فرکانس F g
· مرجع سیگنال فرکانس متوسط به شکل نوسانات پیوسته با فرکانس F PR = 35 مگاهرتز،
سیگنال مدوله شده با پالس فرکانس متوسط به شکل دنباله ای از پالس های رادیویی با فرکانس حامل F PR،با مدت زمان 7 میکروثانیه و نرخ تکرار پالس های کاوشگر رادار.
برنج. 1.5. بلوک دیاگرام یک دستگاه فرستنده رادار فرکانس دوگانه (یک کانال فرکانس)
که در مراحل تقویت کنندهسیستم کنترل و تقویت کننده قدرت عملیاتی نهایی از klystron های عبوری چند حفره ای استفاده می کنند که در حالت پالسی کار می کنند. این با اعمال پالس های قطبی منفی به کاتدهای کلیسترون به دست می آید. سیگنال های ماشه برای مدولاتور پالس در مدار سیستم کنترل در زیر مدولاتور فرستنده تولید می شود. پالس های مدولاسیون با مدت زمان 3.3 میکرو ثانیه برای تقویت کننده نهایی توسط یک مدولاتور پالس قدرتمند M تولید می شود که توسط منبع ولتاژ بالا IVN تغذیه می شود و بر اساس تیراترون ساخته شده است. پالس های اشتعال تیراترون توسط یک ساب مدولاتور تولید می شوند؛ آنها دارای دامنه 800 ولت و مدت زمان 4 میکرو ثانیه هستند.
در خروجی تقویت کننده نهایی، دنباله ای از پالس های رادیویی با مدت زمان 3.3 میکروثانیه با توان سیگنال متوسط 3.6 کیلو وات تشکیل می شود که به سیستم تغذیه آنتن ایستگاه رادار منتقل می شود.
اتصالات الکتریکیگره های فرکانس بالا فرستنده به شکل یک مسیر فرکانس بالا کواکسیال طراحی شده اند که توزیع توان نوسانات تولید شده و خروجی بخش کوچکی از توان را برای نظارت بر عملکرد و تنظیم دستگاه تضمین می کند. فرستنده. برای اطمینان از شرایط حرارتی لازم کلیسترون op-amp قدرتمند، از سیستم خنک کننده مایع استفاده می شود.
مشخصات فنی اولیه فرستنده
· طول موج عملیاتی نوسانات ایجاد شده، سانتی متر................................................ .......................... 23
میانگین توان خروجی نوسانات تولید شده، کیلووات، نه کمتر از 3.6
مدت زمان پالس رادیویی، μs 3.3 ± 0.3
· فرکانس تکرار پالس، هرتز .... ~ 333
· توان سیگنال فرکانس نوسان ساز محلی، میلی وات، نه کمتر................................... .... .............. 60
· ولتاژ سیگنال فرکانس متوسط مرجع (در بار 75 اهم)، V، نه کمتر از 1
بیایید عملکرد دستگاه های اصلی مسیر انتقال رادار را در نظر بگیریم.
اسیلاتور اصلی دو کانال مستقل دارد. کانال اول نوسانات فرکانس هترودین را ایجاد می کند و شامل موارد زیر است:
· از نوسانگر کوارتز KG1،
سه ضرب کننده فرکانس UMN با ضریب ضرب کل 12،
· یک تقویت کننده ولتاژ،
· سه تقویت کننده قدرت.
تقویت کننده های ولتاژ و توان بین KG1 و مراحل ضرب فرکانس متصل می شوند و عملکرد مراحل بافر را انجام می دهند.
یک سر آشکارساز عبوری برای نظارت بر سیگنال فرکانس هترودین و یک فیلتر خروجی برای سرکوب اجزای این سیگنال با فرکانس های ترکیبی به صورت سری به خروجی آخرین ضرب کننده فرکانس متصل می شوند. سر آشکارساز و فیلتر از نظر ساختاری عناصر مسیر RF کواکسیال فرستنده هستند.
بلوک دیاگرام تعمیم یافته یک فرستنده رادیویی. طبقه بندی فرستنده های رادیویی
عملکرد تعیین کننده یک دستگاه فرستنده رادیویی ایجاد نوسانات الکترومغناطیسی تحت مدولاسیون (دستکاری) است. بنابراین، با ارتباط رادیویی تلگراف دستی، نوسانات الکترومغناطیسی باید مطابق با فشار دادن و تغییر کند. کلید (یا کلیدهای مورس)، برای ارتباطات رادیویی تلفنی - مطابق با ارتعاشات ایجاد شده توسط میکروفون، و برای ارتباط رادیویی چاپ مستقیم - مطابق با عملکرد دستگاه تلگراف فرستنده.
دستگاه فرستنده رادیویی شامل: مبدل پیام به سیگنال الکتریکی اولیه (قسمت فرستنده تجهیزات ترمینال)، فرستنده رادیویی و سیستم تغذیه آنتن می باشد.
انتقال بخشی از تجهیزات ترمینال پیام را به یک سیگنال الکتریکی اولیه تبدیل می کند. این وسایل (میکروفون، تلفن، کلید تلگراف، دستگاه تلگراف و ...).
سیستم تغذیه آنتن انتقال سیگنال های تولید شده در فرستنده رادیویی به آنتن را تضمین می کند و دومی این سیگنال ها را به فضای اطراف منتشر می کند. آنتن‌ها انرژی الکترومغناطیسی را کاملاً کارآمد می‌تابانند، تنها در صورتی که ابعاد قسمت تابشی آنتن با طول موج ارتعاش ساطع شده متناسب باشد. از یک طرف، ایجاد آنتن هایی که ابعاد آنها بیش از چند صد متر باشد دشوار است و حتی برای ایستگاه های رادیویی سیار غیر عملی است. بنابراین، آنتن هایی با ابعاد بیش از صدها متر (معمولاً ده ها و چند متر) به طور گسترده برای ایستگاه های رادیویی سیار مورد استفاده قرار می گیرند. برای چنین آنتن هایی، فرکانس نوسانات برانگیخته معمولاً بیش از صدها کیلوهرتز است. از آنجایی که سیگنال های الکتریکی اولیه با(تی) معمولاً یک باند فرکانسی نسبتاً باریک را در مجاورت ابتدای محور فرکانس اشغال می کند، سپس از نوسانات فرکانس بالا که آنتن را تحریک می کند، استفاده می شود. حامل پیام .
برای این منظور، یک یا چند پارامتر فرکانس بالا، ارتعاش حامل باید طبق قانون سیگنال تغییر کند با(تی). این فرآیند با استفاده از دستگاه های خاص انجام می شود. تعدیل کننده ها . بنابراین، نوسان فرکانس بالا حامل باید ویژگی های پیام ارسال شده را منعکس کند و با کمک آنتن به امواج الکترومغناطیسی منتشر شده در محیط تبدیل شود.
در نتیجه در هر فرستنده رادیویی صرف نظر از نوع پیام ارسالی باید انجام شود. سه فرآیند فیزیکی که اساس کار آن را تشکیل می دهد:
ایجاد (تولید) نوسانات هارمونیک حامل فرکانس رادیویی؛
کنترل (مدولاسیون) نوسانات حامل برای تغییر پارامترهای آنها طبق قانون اولیه سیگنال الکتریکیبا(تی) ;
تقویت به دست آمده در فرآیند تعدیل نوسانات فرکانس بالا و تبدیل آنها به امواج الکترومغناطیسی (امواج رادیویی).
ساختار واقعی مدار فرستنده بر اساس هدف مورد نظر و الزامات قرار داده شده بر روی آن تعیین می شود. دومی بر اساس الزامات ایستگاه رادیویی به عنوان یک کل تدوین شده است. بلوک دیاگرام تعمیم یافته فرستنده شامل عناصر اصلی زیر است (شکل 1).
برنج. 1 بلوک دیاگرام تعمیم یافته فرستنده
بیماری زامنبع ارتعاشات حامل است. فرآیند مدولاسیون در آن انجام می شود، یعنی. همه انواع سیگنال ها به جز پالسی و مدوله شده با دامنه تولید می شوند.
سیگنال های مدوله شده با پالس و دامنه معمولاً در مراحل خروجی تولید می شوند. در فرستنده‌های نظامی مدرن، سیگنال‌های مدوله‌شده با دامنه به هیچ وجه تولید نمی‌شوند، در عوض، سیگنال‌های تک باند با یک حامل سرکوب‌نشده تولید می‌شوند.
به منظور جبران جزئی میرایی باقیمانده در طول مسیر ارتباط رادیویی، نوسانات محرک معمولاً تا زمانی که توان مورد نیاز عرضه شده به آنتن فرستنده به دست آید، تقویت می شود. این تابع فرستنده در پیاده سازی شده است مسیر تقویت. در این مسیر به آخرین مرحله توجه ویژه ای می شود که مقدار مشخصی توان خروجی را در اختیار فرستنده ها قرار می دهد. تمام مراحل متصل بین محرک و مرحله خروجی نامیده می شوند مراحل پیش تقویت
بهترین شرایط برای انتقال توان خروجی از مرحله نهایی به آنتن با گنجاندن در مدار به اصطلاح ایجاد می شود. دستگاه های تطبیق(دستگاه تطبیق آنتن). نیاز به این دستگاه به دلیل سازگاری ناکافی پارامترهای الکتریکی آنتن، عمدتا امپدانس ورودی آن، با مدار الکتریکی مرحله خروجی است.
توان مشخص شده سیگنال های رادیویی در فرستنده ها توسط انرژی منابع برق اولیه و ثانویه تامین می شود.
بسته به هدف مورد نظر، تمام دستگاه های فرستنده رادیویی به پخش، ارتباطی، رادار و غیره طبقه بندی می شوند. طبقه بندی فرستنده های ارتباطی در شکل 2 نشان داده شده است. طبقه بندی فوق جامع نیست، زیرا تمام ویژگی های متمایز فرستنده ها (ایستگاه های رادیویی) را پوشش نمی دهد. 
برنج. 2 طبقه بندی فرستنده های ارتباطی
الزامات فرستنده های رادیویی
برای توسعه موفقیت آمیز هر دستگاه فرستنده رادیویی، لازم است به درستی توجیه و فرموله شود الزامات فنیبه او. اگر الزامات به طور کامل تدوین نشده باشند، دستگاه توسعه یافته به طور کامل هدف خود را برآورده نخواهد کرد. برعکس، الزامات بیش از حد سختگیرانه منجر به مشکلات اضافی نامطلوب در طول توسعه، طولانی‌تر شدن زمان توسعه، سخت‌افزایی دستگاه برای ساخت و تنظیم، کارکرد کمتر قابل اعتماد و غیره می‌شود.
تمام الزامات را می توان به دو گروه تقسیم کرد: الزامات برای مشخصات الکتریکی و الزامات عمومی.
بیایید ابتدا به برخی از الزامات الکتریکی نگاه کنیم.
1. قدرت
مهمترین پارامتر فرستنده که محدوده و قابلیت اطمینان ارتباطات رادیویی را تعیین می کند، می باشد توان خروجیفرستنده. به همین دلیل است که این ویژگی در ویژگی های کل ایستگاه رادیویی گنجانده شده است. مقدار لازم قدرت فرستنده از محاسبه انرژی خط ارتباط رادیویی با در نظر گرفتن تضعیف آن، حساسیت گیرنده رادیویی، کلاس تشعشع و شرایط دریافت، به ویژه، محیط تداخل، امکانات استفاده تعیین می شود. آنتن های خاص و ویژگی های جهت آنتن های مورد استفاده.
در برخی موارد، توان فرستنده به بالاترین توان نوسانی دریافتی از لامپ (ترانزیستور) مرحله خروجی اشاره دارد. که در مورد دوماین توان ممکن است با برق عرضه شده به آنتن مطابقت نداشته باشد، به عنوان مثال، به دلیل تلفات در دستگاه تطبیق.
فرستنده ها بر اساس قدرتشان طبق جدول طبقه بندی می شوند. 1.
میز 1
| طبقه بندی | قدرت های فرستنده | |
| ارتباطات، موبایل | پخش، ثابت | |
| کم اهمیت 1 گروه قدرت | آر ≤ 1W | |
| 1 W< Р≤ 10 Вт | ||
| 10 وات<Р≤100 Вт | ||
| توان متوسط | 100 وات<Р≤ 1 кВт | 100 وات< Р ≤ 10 кВт |
| قدرتمند | – | 10 کیلو وات < P ≤ 1000 کیلو وات |
| قدرت بالا | P> 1 کیلو وات | – |
| وظیفه ی سنگین | – | P > 1000 کیلو وات |
2. محدوده فرکانس عملیاتی
محدوده فرکانس کاری fدقیقه— fحداکثرتخصیص یافته برای فرستنده با توجه به شرایط سازماندهی ارتباطات رادیویی، برد آن و اشغال واقعی بخش های خاصی از طیف فرکانس رادیویی تعیین می شود. خدمات ویژه(پخش، تلویزیون، ناوبری رادیویی و ...)، کارایی دستگاه های آنتن و ابعاد آنها، پهنای باند سیگنال رادیویی، تعداد فرکانس های کاری مورد نیاز و غیره.
الزام همپوشانی طیف گسترده ایفرکانس ها به طور قابل توجهی طراحی فرستنده را پیچیده می کند. با وجود این، در سال های اخیر تمایل به ساخت فرستنده های رادیویی با برد وسیع در محدوده ده متر و متر با ضریب همپوشانی فرکانس:
مقدار این ضریب باید باشد تا 20 یا بیشتر.
ارزش K fبسته به هدف مورد نظر فرستنده، می تواند کوچک باشد، به ترتیب 1.1-2، به عنوان مثال، برای رله رادیویی، تروپوسفر و فرستنده های ماهواره ای، ایستگاه های رادیویی قابل حمل. فرستنده فقط برای چند فرکانس امکان پذیر است. تمام فاصله fدقیقه—
fحداکثرمی تواند به آرامی همپوشانی داشته باشد، در حالی که فرستنده را می توان به هر فرکانس (حتی آزمایشی) یا به طور مجزا تنظیم کرد. با مراحل گسسته
Δ fبا. در مورد دوم، فرکانس ها ثابت هستند. تعداد فرکانس های ثابت
با عبارت مشخص می شود: 
مقدار Δ fبامی تواند 10، 5، 2، I، گاهی اوقات 0.1 و حتی 0.01 کیلوهرتز در محدوده فرکانس ده متر باشد. در محدوده متر، مجموعه ای ممکن از مقادیر Δ fباشامل 200، 100، 75، 50، 25، 1 کیلوهرتز است. در محدوده دسی متر و سانتی متر، مقدار Δ fبامی تواند به چندین مگاهرتز برسد.
3. ثبات فرکانس
اگرچه تعداد دقیق فرستنده ها (از جمله فرستنده های نظامی) که در کره زمین فعال هستند در حال حاضر ناشناخته است، تعداد تخمین زده شده در میلیون ها نفر است. با توجه به محدود بودن محدوده فرکانس رادیویی، هر ایستگاه رادیویی باید طیفی از حداقل عرض مورد نیاز را که با ماهیت پیام ارسال شده تعیین می شود، تابش کند. علاوه بر این، برای کاهش تداخل متقابل، یک فرکانس کاری اختصاصی از نوسانات منتشر شده باید با درجه بالادقت و سازگاری
ناپایداری فرکانس نوسانات خروجی فرستنده کاملاً با ناپایداری فرکانس تحریک کننده مشخص می شود.
پایداری زیاد فرکانس نوسانات ساطع شده همچنین توسط الزامات ورود غیر جستجو به ارتباطات و ارتباطات غیر تنظیمی دیکته می شود. سخت ترین الزامات برای پایداری فرکانس بر فرستنده ها و فرستنده های تک باند با امکان عملکرد چند کاناله تحمیل شده است. مشکل ترین مشکلات حل مشکلات تثبیت فرکانس در فرستنده های بزرگ است Kf. و در فرکانس های بالا
انحراف فرکانس نوسان در خروجی فرستنده رادیویی f H برای یک دوره زمانی معین نسبت به فرکانس تنظیم شده (مقدار اسمی fنام) تماس گرفت ناپایداری مطلق فرکانس فرستنده رادیویی:
Δ f=f n - fنام
از آنجایی که ایستگاه های رادیویی در فرکانس های متنوعی کار می کنند، الزامات پایداری فرکانس در واحدهای نسبی بیان می شود:
این مقدار نامیده می شود بی ثباتی نسبی فرکانس ها
با سخت‌تر شدن این الزامات، اجرای الزامات پایداری فرکانس دشوارتر می‌شود. در این راستا، آنها نشان دهنده سازش بین آنچه مورد نظر است و آنچه در یک مرحله معین از توسعه فن آوری امکان پذیر است یا آنچه از نظر اقتصادی توجیه می شود، است. این الزامات همیشه در رابطه با دسته های خاصی از ایستگاه های رادیویی مشخص می شوند. آنها همیشه برای دستگاه های ثابت رسمی سختگیرانه تر هستند و هنگام انتقال به تجهیزات تولید انبوه، به ایستگاه های رادیویی سیار که در شرایط سخت عملیاتی کار می کنند، ضعیف می شوند.
تقاضاهای زیاد روی ثبات فرکانس فرستنده ها با نیاز به اطمینان از ارتباط غیرجستجو و تنظیم نشده تعیین می شود. در عین حال، اقدامات اپراتور در کنترل ایستگاه رادیویی ساده شده است و کل طیف ارتعاش مفید منتشر شده باید به طور کامل در محدوده گذر انتخابی اصلی گیرنده خبرنگار قرار گیرد.
برنج. 3 تامین پهنای باند گیرنده لازم
به نوبه خود، آنها تلاش می کنند تا پهنای باند لازم گیرنده خبرنگار را تا حد امکان باریک کنند تا سطح نویز و تداخل در هنگام دریافت رادیو کاهش یابد. حداقل پهنای باند گیرنده نمی تواند کمتر از:
Δ افعلامت +Δ f n ep. ،
جایی که Δ افعلامت - باند فرکانس اشغال شده توسط سیگنال رادیویی؛
Δ f n ep. ‒ حداکثر انحراف ممکن فرکانس فرستنده رادیویی مرتبط با عدم دقت آن.
باند Δ افعلامت را می توان یک باند مفید در نظر گرفت که بخش عمده ای از توان فرستنده در آن قرار دارد (اغلب 98...99٪). مقدار Δ f n ep. (شکل 2.3) گسترش بی فایده باند فرکانس گیرنده است که به دلیل آن سطح تداخل افزایش می یابد. بنابراین، کاهش Δ f n ep. معادل بهره در توان فرستنده است. این افزایش بیشتر است، هر چه نابرابری Δ برجسته تر باشد افعلامت >>Δ f n ep. این شرایط نشان می‌دهد که الزامات پایداری فرکانس هنگام استفاده از انواع باند باریک سیگنال‌های رادیویی افزایش می‌یابد افعلامت - کوچک است و هنگام استفاده از انواع انتقال باند پهن کاهش می یابد.
علاوه بر این، افزایش نیاز به پایداری فرکانس گاهی اوقات با عوامل دیگری همراه است، به عنوان مثال، اعوجاج اطلاعات دریافتی به دلیل ناهمزمانی نوسان حامل در طول انتقال رادیویی یک طرفه.
از همین رو مهمترین نیازبه اسیلاتور اصلی (تحریک کننده) است دقت بالاو ثبات فرکانس نوسانات ایجاد شده.
4. ضریب کارایی (کارایی)
راندمان فرستنده به عنوان نسبت توان خروجی فرستنده تعریف می شود آرو به تمام توان مصرف شده توسط فرستنده آرمصرف : 
این مقدار بسته به قدرت فرستنده و پیچیدگی آن (و همچنین پایه عنصر، می تواند از چند درصد تا چند ده درصد متغیر باشد. بنابراین، برای فرستنده های 200 وات η
= 20-30٪، برای فرستنده های برد 30-50 کیلووات دسمتر η
=40-50%.
شکل 4 توزیع تقریبی تمام توان مصرفی را نشان می دهد آرمصرف
شکل 4 توزیع تقریبی کل توان مصرفی آرمصرف
مقادیر آر A و η به طور قابل توجهی بر توان (یا ظرفیت) منابع برق اولیه تأثیر می گذارد. در این راستا، افزایش کارایی فرستنده های ایستگاه های رادیویی قابل حمل و قابل حمل از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا شدت انرژی منابع تغذیه به شدت توسط وزن و ابعاد ایستگاه های رادیویی محدود می شود. افزایش راندمان در هر فرستنده مهم است، همچنین به این دلیل که برای مصرف برق معین، تلفات داخل فرستنده به صورت گرما کاهش می یابد. در این راستا، رژیم حرارتی تسهیل می شود (که مخصوصاً برای فرستنده های ترانزیستوری مهم است)، سیستم خنک کننده ساده شده است که کاهش اندازه و وزن فرستنده را ممکن می کند و تأثیر مفیدی در بهبود ویژگی های عملکرد دارد.
5. انتشار جزئی
هنگام انجام ارتباط رادیویی، خروجی دستگاه فرستنده رادیویی فقط باید داشته باشد تشعشعات اصلی ، یعنی تابش در باند فرکانسی مورد نیاز
باند فرکانسی مورد نیاز ‒ این حداقل باند فرکانس سیگنال است که برای یک کلاس مشخص از تابش کافی است تا پیامی را در سیستم با سرعت و کیفیت مورد نیاز ارسال کند.
متأسفانه به دلیل ناقص بودن فرستنده رادیویی، دومی منبع است انتشار جزئی , که طیف آن خارج از باند فرکانسی مورد نیاز است. در نتیجه، در فرکانس های این انتشار، فرستنده به عنوان یک منبع تداخل عمل می کند. در زمینه افزایش تدریجی تعداد تجهیزات رادیویی الکترونیکی که به طور همزمان برای اهداف مختلف کار می کنند، نیاز به مبارزه با تشعشعات غیر ضروری، به ویژه با تنظیم سطح این تشعشعات، کاملاً طبیعی به نظر می رسد.
همه انتشارات غیر اصلی به طور معمول به انتشارات جعلی و خارج از باند تقسیم می شوند (شکل 5).
انتشارات خارج از باند فرستنده - این یک کلاس از انتشارات غیر اصلی در باندهای فرکانس مجاور باند تابش مورد نیاز است که در فرآیند مدولاسیون توسط نویز یا سیگنال اولیه ایجاد می شود.
شکل 5 انتشار جزئی
انتشارات کاذب ناشی از فرآیندهای غیرخطی است که هنگامی که جریان های فرکانس بالا از عناصر غیر خطی مدار الکتریکی فرستنده عبور می کنند، ایجاد می شوند. به عنوان یک قاعده، وقوع آنها با فرآیند مدولاسیون همراه نیست.
با توجه به ماهیت خاص وقوع تشعشعات کاذب، آنها به موارد زیر تقسیم می شوند:
تابش روشن است هارمونیک ها(فرکانس هایی که مضرب فرکانس تابش اصلی هستند)؛
تابش روشن است ساب هارمونیک ها(فرکانس هایی که مقادیر آنها عدد صحیحی چند برابر فرکانس تابش اصلی است)، مشخصه فرستنده هایی است که در آنها فرکانس های تابش اصلی با ضرب فرکانس های پایین تر به دست می آید.
- ترکیبیانتشار مشخصه فرستنده ها با
به اصطلاح تثبیت محدوده کوارتز فرکانس تحریک کننده؛
- مدولاسیونتشعشعی که در مواردی رخ می دهد که نوسانات خروجی یک فرستنده (به دلیل وجود یک اتصال عملکردی یا سازنده بین فرستنده هایی که به طور همزمان کار می کنند) به مرحله خروجی فرستنده دیگر می افتد، در حالی که نوساناتی روی عناصر غیر خطی موجود در مراحل خروجی ایجاد می شود. فرکانس‌هایی متفاوت از فرکانس‌های فرستنده اصلی تشعشعات.
6. کلاس سیگنال های ساطع شده
استفاده از یک کلاس خاص از تابش با ایمنی نویز سیستم ارتباط رادیویی با یک نوع مدولاسیون مشخص و همچنین هدف مورد نظر فرستنده (ایستگاه رادیویی) تعیین می شود. به ویژه، ایستگاه رادیویی طراحی شده باید قابلیت کار با ایستگاه های رادیویی طرح های قبلی را فراهم کند.
فرستنده های کم مصرف ارتباطی اغلب با یک، دو، یا کمتر، سه نوع سیگنال ساطع شده کار می کنند. فرستنده های رادیویی با توان متوسط و بالا، به عنوان یک قاعده، از نظر انواع تابش جهانی هستند: آنها طیف وسیعی از انواع سیگنال های تلفن و تلگراف را دارند.
هر کلاس از تابش باند فرکانس رادیویی خود را دارد. طبق توصیه های ICCR پهنای باند انتشار اشغال شده - این یک باند فرکانسی است که فراتر از حدهای پایین و بالایی که میانگین توانهای ساطع شده هر کدام 0.5 درصد از کل میانگین توان منتشر شده یک فرستنده معین است.
CCIR کمیته مشورتی بین المللی ارتباطات رادیویی، یکی از نهادهای دائمی اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU)، یک آژانس تخصصی سازمان ملل متحد است.
اگر انتشار اصلی در باند فرکانسی مورد نیاز شامل 99٪ و انتشارات خارج از باند - 1٪ از کل میانگین توان انتشار فرستنده باشد، در این صورت پهنای باند انتشار برابر با باند فرکانسی مورد نیاز در نظر گرفته می شود. در این مورد ما در مورد تابش کامل صحبت می کنیم (شکل 6، a). اغلب، عرض تشعشع از باند مورد نیاز فراتر می رود (شکل 6b)، یعنی. فرستنده تابش ناقصی دارد. گاهی اوقات، به دلیل کاهش کیفیت سیگنال ارسالی، می توان تشعشعی را دید که باریکتر از کامل است (شکل 6c).
شکل 6 پهنای باند تابش اشغال شده
با هدف از بهترین استفادهطیف فرکانس‌های رادیویی و کاهش انتشارات خارج از باند ICRC استفاده از سیگنال‌های باند باریک را توصیه می‌کند که حداقل پهنای باند مورد نیاز انتشار را فراهم می‌کند، به‌ویژه حداکثر استفاده از سیگنال‌های یک باند جانبی و اطمینان از گرد شدن جبهه‌های سیگنال های تلگراف در طول ارتباطات رادیویی تلگراف.
7. الزامات عمومی
به طور معمول به طراح آزادی داده می شود تا طرح فرستنده را انتخاب کند. فقط شرایط قرار دادن فرستنده در مشخصات فنی مشخص شده است، به ویژه نوع پایه حمل (یا شرایط ثابت)، وزن و ابعاد و شرایط آب و هوایی.
موضوع وزن و ابعاد به ویژه هنگام طراحی فرستنده های رادیویی پوشیدنی و فرستنده های نصب شده بر روی هواپیما (هواپیما، فضاپیما)، خودروهای زرهی و غیره جدی است. در این موارد معمولاً از راه‌حل‌های مدار ساده‌تر استفاده می‌شود، از مواد و طرح‌های خاص استفاده می‌شود و نصب فشرده با استفاده همزمان، در صورت لزوم، از اقدامات خنک‌کننده اجباری در نظر گرفته می‌شود. همه اینها نباید به قیمت کاهش قابلیت اطمینان انجام شود.
الزامات قابلیت اطمینان ‒ یکی از مهم ترین همیشه، و به خصوص برای فرستنده های تلفن همراه. اجرای آن به ویژه به دست می آید:
مقاومت الکتریکی و مکانیکی اجزاء و کل ساختار؛
استفاده از مواد با کیفیت بالا؛
عدم پذیرش شرایط سنگین (حذف حرارت ناکافی، کارکرد دستگاه های الکترونیکی با جریان و ولتاژ نزدیک به مقادیر حد و غیره)؛
ساده سازی نمودار به طرح.
برای فرستنده های سیار و قابل حمل، اجرای آن از اهمیت عملی بالایی برخوردار است اقلیمی و مکانیکی الزامات. بنابراین، این فرستنده ها باید عملکرد خود را در محدوده دمایی 40- تا 50+ درجه سانتی گراد با رطوبت نسبی تا 98 درصد و کاهش حفظ کنند. فشار جوتا 350 میلی متر جیوه هنر استقلال از شرایط آب و هوایی با آب بندی قطعات، استفاده از آب بندی های ضد رطوبت، مواد با ضریب دمای پایین و جبران حرارتی به دست می آید. الزامات مکانیکی برای این فرستنده ها بسیار سختگیرانه است و باید رعایت شود عملیات قابل اعتمادتحت شرایط ارتعاش و لرزش.
برای فرستنده های ثابت، الزامات فوق معمولاً به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
شاخص قابلیت اطمینان نیز شامل قابلیت نگهداری می باشد در صورت لزوم باید یک سیستم افزونگی ارائه شود.
با توجه به پیچیدگی روزافزون تجهیزات، آنها سختگیرانه تر می شوند الزامات ارگونومیک به فرستنده ها اینها به ویژه عبارتند از:
تعداد کنترل های لازم برای اپراتور برای انجام عملیات ذکر شده؛
در دسترس بودن و سادگی یک سیستم نظارت بر عملکرد داخلی؛
زمان آمادگی برای کار پس از روشن کردن برق؛
زمان انتقال (تنظیم) از یک فرکانس به فرکانس دیگر.
زمان انتقال از تلفن به تلگراف (و بالعکس) و غیره.
بنابراین، تنظیم طولانی مدت برای فرستنده هایی که در آنها، به دلیل شرایط عملیاتی، نیاز به تغییر مکرر فرکانس های کاری، برای مثال، در مورد عملکرد در سیستم های به اصطلاح ارتباط رادیویی تطبیقی، غیرقابل قبول است.
سیستم تطبیقی به طور خودکار با تغییر شرایط ارتباطی سازگار می شود، به عنوان مثال، هنگامی که فرکانس قبلی تحت تأثیر تداخل قرار می گیرد، به سرعت به فرکانس کاری جدید تغییر می کند (تطبیق فرکانس).
الزامات ذکر شده تا حد زیادی با استفاده از سیستم های اتوماسیون برآورده می شود. در این راستا، مدار پیچیده تر می شود و نشانگر قابلیت اطمینان فرستنده مرتبط تر می شود.
الزامات مربوط به الزامات ارگونومیک نزدیک است امنیت پرسنل تعمیر و نگهداری، اپراتورها. هر چه فرستنده قدرتمندتر باشد، از درجه بندی بالاتر ولتاژ تغذیه استفاده می کند. آنها به چند ده کیلو ولت می رسند و خطری جدی برای انسان به همراه دارند. بنابراین، تمام قطعات و سیم‌های فرستنده در داخل کابینت‌ها (بلوک‌ها) قرار می‌گیرند که صفحه‌های فلزی (جنس) آنها باید دارای اتصال به زمین (در فرستنده‌های زمینی) یا اتصال به بدنه کشتی و هواپیما (در کشتی و هواپیما) باشند. فرستنده هواپیما). در فرستنده های با ولتاژ بالای 300 ولت، شرایط فنی نیاز به استفاده از دو قفل مستقل - الکتریکی و مکانیکی دارد.
بنابراین، هنگام باز کردن درب (حذف بلوک ها)، ولتاژهای بالا باید به طور خودکار خاموش شوند. دسترسی به یکسو کننده های قدرتمند تنها پس از تخلیه خازن های فیلتر روی محفظه و غیره امکان پذیر است. در بسیاری از موارد، سیگنال های اضافی استفاده می شود، کتیبه های خاصهر چه فرستنده قدرتمندتر باشد، سیستم کنترل، مسدود کردن و سیگنال دهی آن (UBS) بیشتر است.
سخنرانی 29
هدف و بلوک دیاگرام فرستنده رادیویی
مراحل اصلی در توسعه فرستنده های رادیویی
فرستنده‌های رادیویی دستگاه‌های فنی رادیویی هستند که برای تولید، تغذیه و تعدیل نوسانات HF و مایکروویو که به آنتن عرضه می‌شوند و برای تولید تابش می‌شوند، استفاده می‌شوند.
سیگنال ارتعاشی است که اطلاعات را حمل می کند.
سیگنال الکترومغناطیسی که در فضا منتشر می شود، سیگنال رادیویی نامیده می شود.
اولین RPD های توسعه یافته (03/16/1859 در منطقه پرم) توسط A.S. Popov و Marconi مبتنی بر جرقه بودند.
عکس. 1. نمودار ساده شده گیرنده رادیویی پوپوف
شکل 2. نوسانگر هرتز
7 مه 1895 در دانشگاه سن پترزبورگ، پوپوف برای اولین بار آشکارساز گاز حساس خود را نشان داد که نوسانات ساطع شده توسط یک نوسانگر هرتز اصلاح شده را دریافت می کرد. این روز به عنوان روز رادیو جشن گرفته می شود. بعداً در 24 مارس 1896 او فرستنده رادیویی جرقه ای را که ساخته بود نشان داد و اولین رادیوگرام جهان را در فاصله 250 متری از یک ساختمان به ساختمان دیگر با کد مورس مخابره کرد. بر روی نوار تلگراف ("هاینریش هرتز") ضبط شده است. 
ماهیت اسیلاتور این بود که یک سیم پیچ القایی به دو میله برنجی متصل می شد که در انتهای آنها توپ هایی وصل شده بود که بارهای الکتریکی را گرم می کردند و ولتاژ چند ده کیلو ولت ایجاد می کردند. توپ های صیقلی به انتهای دیگر میله ها وصل شده بودند، فاصله بین آنها (شکاف جرقه) چندین میلی متر بود. هنگامی که ولتاژ از ولتاژ شکست فراتر رفت، جرقه ای در شکاف چشمک زد و نوسانات الکترومغناطیسی تحریک شدند، طول موج = 2 ل. دو میله با توپ - یک ویبراتور.
شکل 3. نمودار ساده شده فرستنده رادیویی پوپوف
شکل 4. نسخه ساده شده فرستنده رادیویی:
الف - نمودار؛ ب – نمودار نوسانات.
وقتی K1 بسته است، K2 باز است و بالعکس. هنگامی که K1 بسته است، خازن C به E شارژ می شود، زمانی که K1 باز و K2 بسته می شود، یک فرآیند نوسانی میرا در مدار رخ می دهد. در فرستنده رادیویی (شکل 4)، نقش گروه های تماس توسط یک بریکر ایفا می شود، که با فشار دادن بازو، پالس هایی در سیم پیچ اولیه ایجاد می کند، در حالی که ولتاژ بالا در سیم پیچ ثانویه ایجاد می شود، که به طور دوره ای منجر به شکست الکتریکی شکاف جرقه و نوسانات میرا در مدار آنتن ایجاد می شود. مدت زمان ارسال خط تیره و نقطه مربوطه. 
برنج. 3، به عنوان یک موج الکترومغناطیسی، پوپوف از یک نوسانگر هرتز استفاده کرد (شکل 2)، که در آن تولید نوسانات HF نتیجه تخلیه جرقه است، و به عنوان یک ضبط کننده، یک منسجم بهبود یافته - یک لوله شیشه ای به طول 70 میلی متر و 10 میلی متر. میلی متر قطر، نیمی از براده های آهن پر شده است. دو صفحه نازک به عرض 2 میلی متر با شکاف 2 میلی متری به دیواره های داخلی لوله متصل شد. منسجم به تخلیه الکتریکی با بستن مداری از رله های الکترومغناطیسی واکنش نشان داد که تماس های آن مدار فعال سازی زنگ را بسته بود.
پس از هر دریافت سیگنال، کوگرر باید تکان داده می شد تا صفحات آهنی دوباره به بارهای الکتریکی حساس شوند. لرزش به طور خودکار رخ داد؛ با کمک یک زنگ، چکش به لوله Kogerer برخورد کرد. پوپوف برای افزایش حساسیت یک سیم بلند به کوگرر وصل کرد. بنابراین، دستگاه شروع به پاسخ دادن به رعد و برق (از این رو نام).
یک نمودار ساده از فرستنده رادیویی پوپوف در شکل نشان داده شده است. 3. برای درک چگونگی ایجاد نوسانات HF در چنین فرستنده ای، یک نمودار ساده شده را در نظر بگیرید (شکل 4). فرستنده رادیویی A. S. Popov شامل همه عناصر لازم، تمام عملکردهای اساسی فرستنده را فراهم می کند. تولید با تبدیل انرژی منبع جریان مستقیم به انرژی نوسانات HF با استفاده از چاپر، مدار آنتن و شکاف جرقه انجام می شود و مدولاسیون با استفاده از کلید انجام می شود.
سپس آنها شروع به استفاده از ژنراتورهای ماشینی (فرکانس 15 کیلوهرتز، قدرت 2 کیلو وات) کردند.
در آینده، 3 جهت اصلی وجود دارد:
1) افزایش قدرت نوسانات مداوم ایجاد شده؛ 2) کاهش بی ثباتی فرکانس. 3) تسلط بر محدوده فرکانس بالاتر.
این مشکلات توسط دستگاه‌های خلاء الکتریکی حل شد که فرستنده‌های رادیویی را قابل اعتمادتر، بادوام‌تر و کوچکتر می‌کرد.
RPD مجموعه ای از آبشارها و بلوک های منفرد است. مهمترین آنها عبارتند از:
یک خود نوسان ساز یا ژنراتور خود تحریک شده منبع فرکانس های RF و مایکروویو است. بسته به تثبیت فرکانس، کوارتز یا بدون کوارتز متمایز می شوند.
یک ژنراتور با تحریک خارجی یا مستقل تقویت کننده سیگنال RF یا مایکروویو از نظر توان است. بسته به PP، ژنراتورهای باریک و باند پهن متمایز می شوند.
ضرب کننده فرکانس؛
مبدل فرکانس برای تغییر فرکانس نوسان به فرکانس مورد نیاز طراحی شده است.
تقسیم کننده فرکانس؛
مدولاتور فرکانس، طراحی شده برای مدولاسیون فاز؛
مدولاتور فاز؛
فیلترها برای عبور سیگنال فقط در یک باند فرکانسی خاص. فیلترهای باند، پایین گذر، بالا گذر و بریدگی وجود دارد.
دستگاه های تطبیق مورد استفاده برای تطبیق امپدانس خروجی فرستنده رادیویی با امپدانس ورودیآنتن ها
بلوک های اصلی ساخته شده از آبشار عبارتند از:
واحد قدرت سیگنال RF یا مایکروویو از ژنراتورهای متصل به سری با تحریک خارجی تشکیل شده است.
بلوک ضرب فرکانس، مورد استفاده در مورد یک ضریب ضرب بزرگ.
سینت سایزر فرکانس که برای تولید مجموعه ای مجزا از فرکانس ها استفاده می شود.
یک تحریک کننده شامل یک سینتی سایزر فرکانس، مدولاتور فرکانس یا فاز.
تعدیل کننده دامنه؛
تعدیل کننده پالس؛
AFU که خروجی RPD را به آنتن متصل می کند و حاوی فیلتر، جفت کننده جهت، دستگاه های یک طرفه فریت و تطبیق است. 
واحدهای کنترل خودکار برای تثبیت پارامترهای RPD استفاده می شود. آنها بر روی یک ریزپردازنده ساخته شده اند.
انتقال از یک فرکانس به فرکانس دیگر با استفاده از یک سوئیچ الکتریکی انجام می شود. در تعداد زیادیفرکانس عامل تحریک کننده یک سینت سایزر فرکانس دیجیتال است که بر اساس یک بزرگ ساخته شده است مدار مجتمع(BIS).
اصل عملکرد فرستنده های ارتباطی اعزامی.
در ارتباطات دیسپاچ، پرکاربردترین فرستنده ها با مدولاسیون سخت افزاری هستند که برای ارتباطات رادیویی در حالت تلفن استفاده می شوند.
شکل 1 بلوک دیاگرام گیرنده ارتباط اعزام
سیگنال دریافتی از آنتن به مدار ورودی (IC) می رسد که یک سیستم نوسانی تشدید کننده متشکل از سلف و خازن است. با فرکانس سیگنال "fc ایستگاه دریافتی" تنظیم می شود و آن را به یک تقویت کننده فرکانس بالا (UHF) منتقل می کند. چنین تقویت کننده ای به عنوان بار شامل یک مدار نوسانی است که با فرکانس سیگنال fc نیز تنظیم می شود. .
پهنای باند مدار نوسانی به نسبت ضریب کیفیت آن مربوط می شود.
2 Δ f ج = f پاسخ / س
جایی که f پاسخ - فرکانس رزونانس؛
Q ضریب کیفیت مدار است.
عبارت (1.1) برای تقریب اول برای سیستم های چند حلقه ای پیچیده تر نیز اعمال می شود.
فاکتور کیفیت Q با فرکانس کمی متفاوت است. در محدوده طول موج تقریباً ثابت می ماند. مقادیر تقریبی ضریب کیفیت مدارها برای محدوده های مختلف در جدول نشان داده شده است. 2. داده های پهنای باند، که با استفاده از عبارت (1.1) برای یکی از فرکانس های هر محدوده محاسبه می شود، نیز در آنجا آورده شده است.
نوسانگر اصلی چنین فرستنده ای (MG) برای ایجاد نوسانات فرکانس حامل طراحی شده است. برایبا ثبات بالا، که ارتباط تصادفی را تضمین می کند. بی ثباتی نسبی مجاز foدر محدوده VHF (10÷50) 10 -6 است و در محدوده HF از (0.5÷50) 10 -6 تجاوز نمی کند. این مقادیر با استفاده از تثبیت فرکانس کوارتز و قرار دادن ژنراتورها در ترموستات به دست می آیند.
برقراری ارتباط بدون جستجو در فرستنده های مدرن با تشکیل یک شبکه مجزا از فرکانس های عملیاتی در گیگابایت با امکان انتخاب هر یک از آنها تضمین می شود. این با استفاده از سینت سایزرهای فرکانس به عنوان MG به دست می آید. مرحله شبکه فرکانس در آن قسمت از محدوده VHF که برای ارتباطات رادیویی دیسپاچ (118-136 مگاهرتز) اختصاص داده شده است، طبق استانداردهای ایکائو 25 کیلوهرتز است که امکان دستیابی به 720 موج ارتباطی ثابت را فراهم می کند. در محدوده HF (2-30 مگاهرتز)، فاصله بین فرکانس های شبکه مجاور 100 هرتز است و تعداد امواج ثابت به 280 هزار می رسد.
پایداری فرکانس GB تا حد زیادی به بار بستگی دارد که پارامترهای آن هنگام بازسازی فرستنده و تحت تأثیر عوامل بی ثبات کننده مختلف (ولتاژ تغذیه، دما، رطوبت هوا و غیره) می تواند تغییر کند. برای جلوگیری از چنین تأثیری، یک تقویت کننده بافر (BU) بین ژنراتور اصلی و مراحل بعدی فرستنده نصب می شود که امپدانس ورودی بالایی دارد و بار ناچیزی را برای ژنراتور اصلی نشان می دهد. در طول مسیر، واحد کنترل عملکرد یک پیش تقویت کننده فرکانس بالا را انجام می دهد و قدرت لازم برای کار با تقویت کننده بعدی را توسعه می دهد.
تقویت کننده قدرت (PA) برای به دست آوردن سطح توان سیگنال مورد نیاز در آنتن فرستنده طراحی شده است. دامنه فرکانس حامل در PA مدوله می شود. برای انجام این کار، بهره آن مطابق با مقدار لحظه ای سیگنال تعدیل کننده تغییر می کند. بهره PA را می توان به روش های مختلفی کنترل کرد. اغلب از جریان منبع تغذیه PA استفاده می شود و آن را مطابق قانون سیگنال مدوله تغییر می دهد. سطح کافی جریان از مدولاتور M که یک تقویت کننده فرکانس پایین است به دست می آید که ورودی آن با سیگنال میکروفون Mk تامین می شود.
عمق مدولاسیون m هم به دامنه سیگنال صوتی در ورودی M و هم به بهره آن بستگی دارد. برای جلوگیری از مدولاسیون مضاعف ناشی از افزایش حجم صداهای جلوی میکروفون، از کنترل عمق مدولاسیون خودکار (ADDM) استفاده می شود. ماهیت آن در کاهش بهره M با افزایش مقدار میانگین m در خروجی فرستنده نهفته است و مشابه اصل عملکرد گیرنده AGC است.
تثبیت فرکانس فرستنده کوارتز
تشکیل نوسانات فرکانس حامل در فرستنده توسط یک ژنراتور خود برانگیخته موجود در واحد تحریک کننده تضمین می شود. همانطور که مشخص است، چنین ژنراتوری از یک عنصر تقویت کننده (که به عنوان یک ترانزیستور، یک لوله الکترونی یا یک دیود با مقاومت منفی استفاده می شود)، یک مدار نوسانی و یک مدار بازخورد تشکیل شده است.
در یک مدار آزاد، نوسانات الکتریکی که به هر دلیلی به وجود می آیند به دلیل اتلاف انرژی میرا می شوند. این تلفات را می توان با گنجاندن مقاومت منفی در مدار، «مثلاً به شکل دیود تونلی، یا با تقویت نوسانات و انتقال بخشی از انرژی آنها به مدار از طریق مدار بازخورد، جبران کرد.
ژنراتورهای خود برانگیخته به طور گسترده از کوپلینگ خازنی (شکل 3) به ویژه در محدوده VHF استفاده می کنند.
مدار نوسانی از یک سیم پیچ القایی Lk و یک خازن تشکیل شده توسط دو خازن سری Ck و Csv تشکیل شده است. نوساناتی که در آن هنگام روشن شدن منبع جریان ایجاد می شود، یک ولتاژ هارمونیک روی Sov ایجاد می کند که توسط ترانزیستور تقویت شده و به مدار اعمال می شود. اگر فاز این ولتاژ با فاز نوسانی که باعث پیدایش آن شده است منطبق باشد و دامنه برای جبران کافی باشد.
بنابراین، شرط خود تحریکی ژنراتور، تعادل دامنه ها و فازها در حلقه بازخورد است. تشدید کننده کوارتز می تواند به عنوان عناصر مدار نوسانی استفاده شود. این صفحه ای است که از یک کریستال کوارتز بریده شده و دارای اثر پیزوالکتریک است.
برنج. 3 سه نقطه خازنی با تثبیت فرکانس کوارتز
تحت تأثیر یک میدان الکتریکی، یک نیروی مکانیکی در صفحه کوارتز ایجاد می شود که منجر به تغییر شکل آن می شود. تغییر قطبیت ولتاژ اعمال شده منجر به تغییر جهت نیرو می شود. بنابراین، ولتاژ متناوب اعمال شده به کوارتز باعث نوسان آن می شود و اگر فرکانس به فرکانس رزونانس مکانیکی نزدیک شود، دامنه نوسانات قابل توجه است. این نوسانات بسیار پایدار هستند و تغییرات همراه در بارهای الکتریکی روی سطوح صفحه به آن اجازه می دهد تا در مدار ژنراتور قرار گیرد (شکل 4).
معادل الکتریکی تشدید کننده کوارتز یک مدار نوسانی است (شکل 5). معادل جرم، کشش و تلفات اصطکاک عناصر L sq، C sq و g هستند. ظرفیت نگهدارنده ای که صفحه کوارتز در آن ثابت است با عنصر C der نشان داده می شود.
شکل 4 مدار معادل تشدید کننده کوارتز
شکل 5 مشخصه رزونانس تشدید کننده کوارتز
چنین مداری دو رزونانس دارد - متوالی f برش 1و موازی f Res2، و f Res1 < f рез2 (рис.6). Между ними сопротивление эквивалентной схемы имеет индуктивный характер. Поэтому кварцевым резонатором можно заменить элемент 1к схемы генератора (см. рис.3), получая схему с кварцевой стабилизацией частоты (см. рис. 4). Практически последовательно с кварцем включают дополнительно катушку индуктивности для компенсации емкостной составляющей кварцевого контура и получения требуемых фазовых соотношений.
شیب مشخصه کوارتز متناسب با فاکتور کیفیت آن است. هر چه مشخصه رزونانس تندتر باشد، فرکانس نوسانات حالت پایدار کمتر با f Res1از آنجایی که برای به دست آوردن مقدار لازم راکتانس القایی بین پایه و کلکتور ترانزیستور، تغییر فرکانس کمتری مورد نیاز است.
افزایش کسری منجر به افزایش انرژی نوسان ذخیره شده توسط تشدید کننده کوارتز در مقایسه با ذخایر انرژی در سایر عناصر ژنراتور می شود که بر ناپایداری آن تأثیر می گذارد (به عنوان مثال، در ظرفیت اتصالات p-n یک ترانزیستور). بنابراین، تأثیر بی ثبات کننده این عناصر در هنگام استفاده از کوارتز در ژنراتور، که ضریب کیفیت آن Q = (20÷30) هزار است، به طور قابل توجهی تضعیف می شود و در صورت قرار دادن در فلاسک خلاء - 500 هزار.
با کاهش فرکانس رزونانس کوارتز، مقادیر مولفه های واکنش دهنده امپدانس آن افزایش می یابد. بنابراین عناصر واکنش دهنده ژنراتور که اثر بی ثبات کننده دارند، اثر ضعیف تری دارند و ناپایداری نسبی نوسانگر کوارتز کاهش می یابد.
نوسانگرهای کریستالی می توانند در هارمونیک اساسی در محدوده فرکانسی از 4 کیلوهرتز تا 10 مگاهرتز کار کنند. محدودیت فرکانس پایین به دلیل دشواری به دست آوردن صفحات کوارتز بزرگ است. حد فرکانس بالا با این واقعیت تعیین می شود که صفحه بسیار نازک بیش از حد شکننده است. فرکانس های بالاتر را می توان با استفاده از هارمونیک های بالاتر ارتعاشات کوارتز یا معمولاً با استفاده از ارتعاشات اساسی و ضرب فرکانس تولید کرد.
توانی که می توان با استفاده از نوسان ساز کوارتز تثبیت کرد در فرکانس های پایین به دلیل خطر تخریب صفحه در اثر تنش های مکانیکی ناشی از دامنه ارتعاش قابل توجه و در فرکانس های بالا به دلیل خطر گرم شدن بیش از حد کوارتز به دلیل اتلاف زیاد محدود می شود. انرژی فرکانس در آن برای دستیابی به پایداری بالا، نوسانگر کریستالی باید دارای قدرت کم باشد.
