Радиоприемник с дешифратором

April 18, 2014 by admin Комментировать »

Принципиальная схема радиоприемника ОС приведена на рис 221 Усилитель радиочастоты сигнала УРЧ, выделенного входным контуром L2C1, выполнен на полевых транзисторах VT1 и VT2 в каскадном включении Контуры L2C1 и L3C7 настроены на несущую радиоканала 26960 кГц Преобразователь РЧ сигнала в сигнал ПЧ собран на микросхеме DA1

Частота гетеродина f задана кварцевым резонатором ZQ1, она может быть ниже или выше частоты радиоканала на 465 кГц При f = = 26495 кГц канал зеркального приема (f = 26030 кГц) окажется ниже сетки А, а при f = 27425 кГц (f = 27890 кГц) попадет в промежуток между каналами 3 и 4 сетки Е диапазона гражданской связи Вероятность появления зеркальной помехи в обоих случаях слишком мала, чтобы было необходимо принимать дополнительные меры для ее ослабления (например, вводить режекторные фильтры)

ПЧ сигнал, выделенный пьезофильтром ZQ2, поступает на вход многофункциональной микросхемы DA2, содержащей УПЧ, AM детектор и усилитель звуковых частот Далее сигнал поступает на вход компаратора DA3, который преобразует его в форму, пригодную для оценки поступающей информации дешифратором

Контурные катушки приемника наматывают на таких же полисти- роловых каркасах, как и катушки передатчика (рис 220) Катушки L2 и L3 содержат по 18 витков провода ПЭВ-2 0,33, намотанных виток к витку Катушки связи L1 и L4, содержащие по 3 витка провода ПЭВШО 0,2, наматывают поверх контурных со стороны «холодных» концов Если катушки L2 и L3 будут развернуты под углом 90° и размещены не слишком близко (> 2 см), их можно не экранировать

Пьезофильтр ФП1П-6001 (ZQ2) может быть заменен любым из ФП1П-60 или ФП1П-61 Годятся и другие фильтры на эту частоту

Рис 221 Принципиальная схема приемника

(в том числе и электромеханические), имеющие полосу пропускания не менее 3 кГц возможно, потребуется лишь изменить номиналы резисторов R10 и R12 Транзисторы VT1 и VT2 легко заменяются одним двухзатворным, например КП350Б Но это может повести к некоторому снижению усиления по РЧ при низком напряжении питания

Радиоприемник монтируют на двусторонней печатной плате, используя те же приемы, что и при монтаже передатчика

Для настройки приемника на его вход подают сигнал от собственного передатчика, работающего в режиме непрерывного излучения на эквивалент антенны (вполне достаточно лишь приблизить его к приемнику), и находят такое положение подстроенных сердечников в L2 и L3, при которых напряжение АРУ (вывод 13 DA2) достигнет минимума По ходу настройки передатчик отодвигают, чтобы не перегрузить ПЧ тракт приемника

Очевидным отличием приемника ОС от обычного вещательного или связного является наличие компаратора на месте У34 Это связано

с дискретностью принимаемого сигнала, с необходимостью предварительно, до предъявления дешифратору, разделить поступающие из эфира сигналы на единичные и нулевые Осциллограмма фрагмента 010 шифропакета на инверсном входе DA3 (рис 222) дает представление о том, как это происходит Unop – смещение напряжения на «прямом» входе DA3 (вывод 3) по отношению к инверсному (вывод 4), достаточное для того, чтобы в режиме ожидания на выходе компаратора установилось напряжение лог 1 Оно бу-

дет зависеть, очевидно, от Unm и номиналов резисторов R19 и R20: Unop = = Unm R19 / 2 R20 Так, при Unm = 10 В и указанных на схеме номиналах R19 и R20 имеем: Unop = 10 х 0,024 / 2 х 3 = 40 мВ Сигнал, представляющий на инверсном входе DA3 лог 1, должен быть таким, чтобы при почти всех шумовых флуктуациях он оставался выше Unop, а шум свободного канала (лог 0) не достигал Unop

К особенностям шифросигнала в этой системе относится его компактность: вся информация уложена в пакет длительностью -0,03 мс Такой пакет способен дойти до адресата и в условиях значительных помех Но повышенная «проникающая способность» шифропакета

может быть реализована лишь в радиоприемнике, имеющем специфичную АРУ

Обычная, глубокая и инерционная АРУ, охватывающая РЧ и ПЧ тракты высокочувствительного приемника, здесь окажется малоподходящей Устанавливая усиление приемника по помехе, пусть и имеющей достаточные для прохождения пакета «окна», АРУ из-за своей инерционности просто не позволит ими воспользоваться, так как усиление приемника останется низким

Поставленной задаче лучше отвечала бы система мгновенного ограничения поступающего сигнала, срезающая с него все, что превышает установленный верхний предел Это обычно делают, включая параллельно катушке входного контура два диода в прямой и обратной полярности Однако нужный эффект достигается, лишь на помехах, уровень которых сопоставим с напряжением отсечки диодов (0,2-0,3 В у германиевого и 0,5-0,6 В у кремниевого), то есть многократно превышающих нормальные сигналы Тем не менее такими ограничителями не пренебрегают Но порог диодного ограничителя можно существенно понизить, если включить его диоды так, как это сделано здесь

Основное требование к диодам в таких ограничителях состоит в малой их емкости при UQBp = 0 Лучшими диодами являются арсе- нидо-галливые, например ЗА529А (0,25 пФ) Из кремниевых минимальной емкостью обладают диоды 2Д926А (0,35 пФ), КД417А (0,4 пФ), КД413А (0,7 пФ), КД514А (0,9 пФ) Важна здесь, конечно, и крутизна характеристики диода i = f (U) в области прямых токов, но в простых справочниках эта зависимость, обычно не приводится

Независимо от принятых защитных мер очень важно правильно установить общее усиление приемника, его чувствительность Она должна быть лишь достаточной для надежной фиксации «своего» сигнала Резистор R9 отвечает за установку усиления на высокой частоте, с чего и рекомендуется начинать С его введением уменьшается ток в каналах транзисторов VT1 и VT2, что ведет к уменьшению общего усиления этого каскада На усиление по высокой частоте можно повлиять и регулировкой резистора R6 Таким образом, допустимо не только выбрать отсечки диодов VD1 и VD2, но, приоткрывая их, в той или иной мере шунтировать входной контур

Если этого мало, регулировкой R17 уменьшают усиление приемника на промежуточной частоте На его чувствительность к паразитным сигналам будет влиять и установленный на компараторе DD3 порог (U ), который увеличивается с уменьшением сопротивления резистора R20 Инерционность АРУ в тракте ПЧ (УРЧ АРУ не имеет) связана прежде всего с конденсатором С16 и зависит от его емкости Она может быть и существенно меньшей, но это лучше выяснять экспериментально при эксплуатации канала

Выделение «своего» шифросигнала на фоне разного рода помех в канале связи – задача дешифратора Его принципиальная схема изображена на рис 223

Дешифратор состоит из тактового генератора (DD53, DD54), стабилизированного кварцевым резонатором ZQ1, имеющего ту же частоту, что и кварцевый резонатор шифратора в передатчике, старт- триггера (DD41, DD43), переключаемого в активное состояние фронтом эфирного сигнала, и счетчика DD1, управляющего сменой адреса {1, 2, 4, S} (работой коммутаторов DD2 и DD3) Кроме того, в дешифратор входит узел сравнения (DD73, DD52, DD71, DD 72) принятого из эфира шифропакета с хранящейся в дешифраторе образцовой шифрокомбинацией (подключение выводов 1-14 жгута в дешифраторе приемника должно в точности повторять ее коммутацию в шифраторе передатчика)

Дешифратор устанавливают в исходное состояние нажатием кнопки SB1 (Сброс) При этом счетчик DD1 переводится в нулевое состояние, а сигнал 0 на выходе старт-триггера (вывод 3 DD41) блокирует прохождение импульсов тактового генератора на вход С счетчика DD1 В таком состоянии дешифратор находится до появления импульса (безразлично, стартового бита шифропакета или помехи) на выходе DD44, активизирующего своим фронтом старт-триггер После этого на счетный вход DD1 начинают поступать импульсы тактового генератора, а коммутаторы DD2 и DD3 вырабатывают образцовую, закоммутированную на их X входах шифрокомбинацию – точную копию шифропакета, передаваемого «своим» радиопередатчиком

Сравнение эфирной и образцовой шифрокомбинаций происходит на элементе DD73 Оно идет поразрядно, начиная со стартового бита, но делается это лишь во время прохождения строб-импульса, занимающего вторую четверть каждого знакоместа (его длительность t / 4 = 0,5 мс) Стробирование операции сравнения позволяет пренебречь некоторым смещением образцовой шифрокомбинации по отношению к эфирной и расхождением частот тактовых генераторов в шифраторе и дешифраторе

Первое же несовпадение знакомест переводит дешифратор в исходное состояние (на выходе DD62 возникает сигнал 0 и соответственно

Рис 223 Принципиальная схема дешифратора

сигнал 1 на выходе DD61, сбрасывающий в нулевое состояние счетчик DD1 и старт-триггер DD43-DD41) Если же шифрокомбинации совпали во всех разрядах, на вывод 15 счетчика DD1 приходит сигнал 1 В этом состоянии дешифратор блокируется и может быть вновь активизирован лишь нажатием кнопки «Сброс»

Сигнал 1 на выходе 15 счетчика DD1 (или 0 на выходе инвертора DD64), означающий, что шифропа- кет принят, используют для включения того или иного исполнительного устройства Это может быть, например, звуковой генератор, формирующий тревожный сигнал Принципиальная схема одного из них приведена на рис 224

Сигнал тревожного звучания формируется здесь двумя генераторами: тактовым, генерирующим меандры, следующие с частотой FT ξ 0,5 х х R2C1 = 0,5 х 3 х 106 х 0,047 х 106 =

= 3-4 Гц, и тональным, меандры которого следуют с частотой F3Bs 0,5 х х R3C2 = 0,5 х 51 х 103 х 108 = 1 кГц

В качестве акустического излучателя ВА1 можно взять практически любой звуковой пьезоэлемент Лучше с резонатором: такие пьезоэлементы звучат громче Ток, потребляемый генератором в режиме покоя, не превышает 2-3 мкА Принципиальная схема звукового генератора той же структуры, но выполненного на одной микросхеме, приведена на рис 225 Его параметры близки предыдущему устройству

Если акустический сигнал должен быть мощнее, можно воспользоваться готовой пьезосиреной, например ACT-10, включив ее так, как показано на рис 226

Рис 225 Схема звукового генератора (вариант 2)

Почти всегда к шифроприемнику подключают электронные часы, фиксирующие время приема шифропакета Принципиальная схема таких часов приведена на рис 227

Часы содержат счетчик минут (DD2, DD3), часов (DD4, DD5), суток (DD6), генератор (DD1), частота которого стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, стоп-триггер (DD72, DD73), жидкокристаллическое табло (HG1) типа ИЖЦ5-4/8, четыре разряда которого используются по прямому назначению и демонстрируют часы и минуты, а децимальные точки применяются в качестве табло счетчика суток DD6

Нажатием кнопки SB3 часы устанавливают в исходное состояние: на табло должны высветиться нули «О 0 0 0» (пустоты для децимальных точек) Кнопками SB2 (Быстро) и SB1 (Медленно) устанавливают текущее время Часы прекращают свой ход с появлением сигнала 1 на входе S Фронт этого сигнала переводит стоп-триггер DD72-DD73 в состояние, блокирующее поступление на вход Т счетчика DD2 минутных импульсов, передаваемых с выхода 60 (вывод 10) генератора DD1 Но если точно известно, что сигнал S = 1 не исчезнет (например, не будет оборвана связь электронных часов с шифроприемником), то в стоп-триггере необходимости нет В таком случае нижний вход логического элемента DD71 (рис 227) подключается непосредственно к выходу цепочки R4R5C3 (она нужна для ослабления возможных высокочастотных и импульсных помех), а элементы DD72 и DD73 используются по какому-то другому назначению

Отсчет числа суток, прошедших с момента старта, производится по децимальным точкам табло (слева старший разряд если видна точка, значит, в соответствующем разряде счетчика суток появилась двоичная единица) Так, например, время «23-15» означает, что часы были остановлены на пятые сутки (в двоичном счетчике 0100) в 23 ч 15 мин Часы будут отсчитывать время с точностью до минуты на протяжении 16 суток, затем автоматически обнулятся и начнут свой следующий 16-суточный цикл Ток, потребляемый такими электронными часами, менее 0,1 мА

Ток, потребляемый шифроприемником в дежурном режиме, не превышает 5,5 мА (при U = 6 В) Но его энергопотребление может быть значительно уменьшено, если приемник будет включаться лишь на время t , достаточное для надежного обнаружения шифропакета Обычно t = (3-4) t , где t – период следования шифропакетов

Рис 227 Принципиальная схема электронных часовЗначительные паузы между такими включениями могут существенно повлиять на общее энергопотребление радиоприемного тракта

Конечно, время выключения приемника должно быть значительно меньше времени, которое потребуется преступнику для блокировки работающего радиопередатчика Пауза не может быть слишком продолжительной (или t слишком малым) и в условиях сильных эфирных помех

Источник: Виноградов Ю А и др, Практическая радиоэлектроника-М: ДМК Пресс – 288 с: ил (В помощь радиолюбителю)

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты