Как функционирует современная "портативка"
Современные радиостанции аналогового типа имеют в своем составе приёмник и передатчик. Они построены по типу трансивера, что означает следующее - одни и те же блоки используются как для приёма, так и для передачи. Такое решение позволяет значительно сэкономить "на железе", а также способствует компактификации изделия. За счёт этого удается снизить и себестоимость раций.
Из чего же состоит любая рация? Схематически все эти блоки можно "собрать" в такое устройство:
Модуль обработки входного сигнала, включая усилитель ВЧ;
Смеситель частот;
Синтезатор;
АЦП + модуль цифровой обработки сигнала;
Демодулятор (ЦАП);
Усилитель мощности ВЧ передатчика;
ФНЧ;
Антенный коммутатор (свитч);
Усилитель мощности НЧ;
Микрофонный усилитель с модулятором;
Микрофон;
Динамик;
Аккумулятор;
Корпус и шасси;
Дисплей;
Контроллер;
Антенна;
.
Что представляет собой каждый модуль?
Контроллер или блок управления - самая важная часть рации, так как он задает режим работы всем блокам и модулям устройства. Он собран на цифровой микросхеме, фактически, это "мозг" станции. В нем находится энергонезависимая память, куда записываются текущие настройки и частотные каналы.
Синтезатор формирует частотную сетку, определяя рабочий диапазон и шаг перестройки по частоте. В своём составе он имеет опорный генератор, частота которого делится или умножается цифровым способом.
Дисплей ЖК отображает текущую информацию - частотные каналы, а также включение или выключение различных функций. Работа дисплея управляется контроллером. В недорогих моделях раций дисплей отсутствует.
ФНЧ необходим для согласования выходного сопротивления усилителя мощности передатчика с входным сопротивлением антенны. Кроме того, фильтр подавляет ВЧ гармоники, снижая паразитное излучение. Этот же фильтр в режиме приёма формирует полосу приёмника по ВЧ входу, пропуская только нужные частотные интервалы. Выполняется на основе пассивных LC контуров, количество звеньев которых может быть от 3-х до 5.
Свитч - коммутирует антенну в режиме приёма ко входу приёмника, в режиме передачи - к выходу передатчика. Чаще всего, собран на основе специальных СВЧ диодов.
Усилитель ВЧ приёмника необходим для предварительного усиления слабого входного сигнала, дополнительно ослабленного входными фильтрами, обеспечивающими нужную селекцию по ВЧ.
Смеситель частот смешивает входной сигнал с сигналом от синтезатора. Как правило, в приёмниках данного типа, эти частоты совпадают, в результате чего при смешивании остаются биения звуковой частоты, подающиеся на цифровую часть для дальнейшей обработки.
Усилитель мощности ВЧ передатчика усиливает слабый узкополосный модулированный ЧМ сигнал до уровня нескольких ватт в нагрузке. Является основным потребителем энергии батареи, расходуя её на получение мощности для обеспечения требуемой дальности связи. Как правило, КПД усилителя составляет 50%.
Усилитель мощности НЧ выполнен на аналоговой микросхеме, обеспечивая усиление звука до 1 Вт, что достаточно для громкого приёма звуковых сообщений.
Антенна представляет собой витую спираль из стали для получения жёсткости, помещённую в пластиковый или резиновый кожух, и настроенную на определённый участок частотного диапазона.
Конструктивно ВЧ часть рации объединена в модуль, помещённый в экранирующий кожух. В зависимости от диапазона, модуль может быть VHF или UHF. В двухдиапазонных вариантах присутствуют оба модуля. Они разделяются по причине большого отличия частот настроек входных преселекторов приёмной части и контуров передатчика.
Краткое описание работы модулей
Приёмная часть
Приёмник выполнен по технологии SDR, то есть, входящий аналоговый ВЧ сигнал после усиления преобразуется с помощью смесителя частот в звуковую частоту (принцип прямого преобразования). После этого сигнал оцифровывается, и дальнейшая его обработка производится в двоичном коде, обеспечивая нужное усиление и полосу пропускания приёмного тракта. Далее, после обратного преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал, звуковая частота усиливается и подается на динамик. Единственный принципиальный недостаток такого способа обработки сигнала - низкая устойчивость чувствительного приёмника к воздействию мешающих сигналов на соседних частотах.
Передающая часть
В режиме передачи контроллер переключает модули таким образом, чтобы обеспечить обработку сигнала с микрофона. Усиленный после микрофонного усилителя сигнал попадает на модулятор, где происходит формирование узкополосного ЧМ сигнала на рабочей частоте. После усиления его по мощности усилителем ВЧ, выполненным на полевых низковольтных транзисторах, сигнал через антенный коммутатор и полосовой фильтр ФНЧ подается в антенну.
Примечание:
ВЧ - высокая частота;
НЧ - низкая частота;
ЧМ - частотно - модулированный;
СВЧ - сверхвысокочастотный;
УНЧ - усилитель низкой частоты;
АЦП - аналого - цифровой преобразователь;
ЦАП - цифро - аналоговый преобразователь;
ФНЧ - фильтр низких частот или согласующее устройство (П-контур);
LC контуры - колебательные контуры, состоящие из индуктивности L и ёмкости С.
