Проектирование цифровой линии (стр. 4 из 5)

Эта схема показана на рисунке:

Влияние манипуляции фазы сигнала устраняется в ней перемножителем, на один вход которого поступает сигнал с выхода усилителя-ограничителя, а на второй - сигнал с выхода фазового детектора (ДФ) системы ФАП. По сравнению с другими схемами формирования такой способ снятия манипуляции обеспечивает более высокую помехоустойчивость схемы с флюктуационными помехами. Недостатком схемы является некоторая ее сложность, обусловленная тем, что перемножитель должен работать на постоянном токе. Это приводит к необходимости пропускания постоянных и очень медленно меняющихся напряжений, вплоть до управителя частоты. При этом входы перемножителя оказываются связанными гальванически и для их взаимной развязки необходимо применять мостовые схемы постоянного тока.

Так же, как и другие схемы, схема Костаса имеет склонность к переходу в режим "обратной работы", так как в ней также возможны два устойчивых значения начальной фазы опорного напряжения, отличающиеся на 180⁰.

4.2 Функциональная схема передающей части

4.3 Описание функциональной схемы передатчика

Канальные аналоговые сигналы поступают на кодирующее устройство, где преобразуются в цифровую форму. На выходе кодирующего устройства (т.1) имеется последовательность кодовых слов, представленных в последовательной форме в виде комбинации 0 и 1 и расположенных по порядку в соответствии с номерами каналов. Эта последовательность поступает на сумматор. Сюда же с генератора кадрового синхросигнала подается 13-ти разрядный код Баркера, являющийся кадровым синхросигналом. Работой кодирующего устройства и генератора кадрового синхросигнала управляет схема синхронизации, задача которой состоит в том, чтобы перед началом каждого кадра разрешать работу генератора кадрового синхросигнала и одновременно запрещать выход импульсов с кодирующего устройства. После окончания выдачи кадрового синхросигнала схема синхронизации сбрасывает генератор синхросигнала в начальное состояние, запирает генератор кадрового синхросигнала и разрешает работу кодирующего устройства. После выдачи информации о последнем канале схема синхронизации сбрасывает в начальное состояние кодирующее устройство, запрещает его работу и разрешает работу генератору кадрового синхросигнала и т.д. процесс повторяется.

На выходе сумматора имеем групповой сигнал (т.3), который далее подается на вторую ступень модуляции. На выходе второй ступени модуляции (т.5) имеем сигнал КИМ-ФМн, который далее подается на третью ступень модуляции, с выхода которой на усилитель мощности поступает сигнал КИМ-ФМ-ФМ. После усиления сигнал излучается в пространство передающей антенной параболического типа.

4.4 Описание функциональной схемы приемника

Сигнал принимается приемной ненаправленной антенной и поступает на усилитель высокой частоты (УВЧ).

После усиления сигнал подается на преобразователь частоты, выполненный на смесителе СМ-1 и местном гетеродине МГ. На выходе смесителя образуется сигнал разностной частоты (т.1) являющейся промежуточной. Далее сигнал усиливается усилителем промежуточной частоты (УПЧ) и подается на фазовый детектор несущего колебания. СМ-1и УПЧ являются одновременно элементами схемы беззапросного измерения радиальной скорости, работа которой подробно описывалась в п. (4.2).

С выхода фазового детектора несущего колебания сигнал КИМ-ФМн через полосовой фильтр, отсеивающий побочные составляющие, подается на вход второго фазового детектора, образующего вторую ступень демодуляции. На второй вход этого фазового детектора подается опорное колебание с выхода схемы формирования опорного колебания, выполненной по схеме Костаса. Работа этой схемы подробно описана в п. (4.1).

С выхода второй ступени демодуляции сигнала (т.3) последовательность видеоимпульсов, образующих групповой сигнал, подается на схему распознавания символов, выполненную на интеграторе и решающем устройстве, и одновременно на схемы кадровой и тактовой синхронизации. С выхода схемы распознавания символов двоичная последовательность подается на декодирующее устройство, которое восстанавливает канальные сигналы из приходящей на него двоичной последовательности.

Работой декодирующего устройства и схемы распознавания символов управляют схемы кадровой и тактовой синхронизации. Схема тактовой синхронизации формирует импульсы с частотой равной частоте следования элементарных символов. Эти импульсы сбрасывают интегратор в начале каждого элементарного интервала, запускают решающее устройство в конце каждого элементарного интервала и управляют регистрами сдвига декодирующего устройства. Более подробно о работе и реализации схемы тактовой синхронизации будет сказано в п. V.

Схема кадровой синхронизации необходима для правильной работы декодирующего устройства. Она в начале каждого кадра сбрасывает сдвиговые регистры и разрешает работу декодирующего устройства после окончания приема кадрового синхросигнала. В конце кадра схема кадровой синхронизации разрешает работу схемам восстановления канальных сигналов. Схема кадровой синхронизации выполнена на основе оптимального фильтра для 13-ти элементного кода Баркера.

5. Разработка принципиальной схемы системы тактовой синхронизации

Выберем схему с добавлением и исключением, имеющую следующие достоинства:

· нет вмешательства в колебательный контур местного тактового генератора, следовательно его можно сделать высокостабильным.

· дискретность изменения фазы можно сделать очень небольшой величины

Недостатком схемы является то, что при передаче подряд большого количества одинаковых символов повышается вероятность выхода системы из синхронизма.

Функциональная схема системы тактовой синхронизации с добавлением и исключением:

Работа схемы:

Задающий генератор вырабатывает меандр с частотой Fзг = m* fт, далее меандр поступает формирователь, формирующий короткие импульсы. Эти импульсы поступают на схему добавления и исключения единиц, которая работает следующим образом: если в момент времени между входными импульсами приходит импульс на вход +1, то в последовательность добавляется один импульс между входными; если в момент времени между входными импульсами приходит импульс на вход - 1, то из исходной последовательности исключается один импульс. Если ни на один из входов сигнал не подан, то исходная последовательность проходит на выход без изменений. На выходе делителя, выполненного на базе счетчика, будет меандр частоты, зависящей от количества добавленных или удаленных единиц в единицу времени и дискретностью, зависящей от коэффициента деления делителя.

6. Конструкция бортового приемника

Современные воздушные летательные аппараты могут перемещаться в атмосфере с огромными скоростями, что создает для работы антенн сложные условия. При большой скорости полета наблюдается значительный аэродинамический (кинетический) нагрев корпуса летательного аппарата (ЛА). Этот нагрев в полной мере испытывают все устройства, расположенные вблизи корпуса ЛА, а в особенности антенны, так как они располагаются либо на обшивке ЛА, либо под обшивкой ЛА.

При проектировании антенн для ЛА, в особенности при выборе места их размещения на корпусе ЛА, необходимо учитывать, что при достаточно большой электронной концентрации плазма может оказать на работу антенн сильное влияние, вплоть до полного нарушения работы радиолинии.

Сильное воздействие набегающего потока воздуха из-за большой скорости полета современных ЛА является причиной значительных механических усилий, испытываемых отдельными частями корпуса летательного аппарата, в том числе бортовой аппаратурой и антеннами. Эти усилия особенно велики в том случае, когда антенна является наружной. Механическое воздействие воздушного потока заметно увеличивается с ростом скорости полета и существенно зависит от формы и размеров антенн. Однако даже в том случае, когда антенна является не выступающей, на нее, тем не менее, передаются значительные механические усилия, испытываемые другими частями корпуса ЛА.

Щелевые антенны являются одним из типов антенн, наиболее часто применяемых в ЛА. В радиолиниях телеметрии и командного управления обычно требуется ненаправленное излучение приемных антенн, поэтому находят применение круговые решетки щелей, расположенные по периметру цилиндрической части корпуса ЛА.

При разработке многощелевой антенны необходимо решить вопросы о способе питания щелевых излучателей, об их ориентации относительно продольной оси ЛА и общем числе излучателей. Остановимся кратко на этих вопросах.