ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И МЕТОДИКА
ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКА ЗАЩИТЫ
ПВЗ

 

Н М У
ЛАБОРАТОРИЯ РЗА

 

1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКА.

Аппаратура высокочастотная для защит ВЛ типа ПВЗ предназначена для передачи и приема сигналов защиты по высокочастотному каналу по проводам ВЛ. Приемопередатчик может работать в комплексе с электромеханическими дифференциальными защитами (ДФЗ-2, ДФЗ-201, ДФЗ-504, ДФЗ-503, ДФЗ-401, ДФЗ-402), направленными с ВЧ блокировкой (на базе ПВБ) и полупроводниковыми защитами (ПДЭ-2802, ПДЭ-2003).
Приемопередатчик обеспечивает:
- передачу и прием блокирующих сигналов;
- обеспечение телефонной связи при наладке;
- периодический контроль исправности высокочастотного канала и приемопередатчиков.

1.1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ АППАРАТУРЫ.

1. Диапазон рабочих частот: 36 - 600кГц с шагом 0,25 кГц
2. Передатчик имеет кварцевую стабилизацию частоты кварцевым резонатором 8192 кГц.
3. Мощность высокочастотного сигнала на выходе линейного фильтра при включении передатчика на активную нагрузку 75 ± 15 Ом составляет не менее:
- 30 вт (в диапазоне частот 36 - 400 кГц),
- 20 вт (в диапазоне частот 400 - 600 кГц);
при номинальном уровне питания опертоком (110 или 220В).
4. При снижении напряжения питания до 0,8 Uн выходная мощность падает не более 5 вт от номинального значения.
5. Напряжение питания оперативным постоянным током 110 или 220В.
6. При использовании устройства автоматической проверки канала (АК) в канале могут работать два приемопередатчика с равными частотами передачи и приема или с разносом частот передачи и приема через 0,25 кГц; 0,5 кГц; 0,75 кГц; 1,0 кГц; 1,25 кГц; 1,5 кГц.
7. При неполном использовании АК в канале могут работать 3 передатчика (на трехконцевых каналах) с вышеуказанным разносом частот.
8. В аппаратуре предусмотрена возможность установки входного сопротивления при незапущенном передатчике на уровне 75 ± 25 Ом.
9. Передатчик может работать на нагрузку:
- 25, 37, 75, 125, 150, 215, 300 Ом (неуравновешенная схема);
- 150, 300 Ом (уравновешенная схема).
10. Остаточное напряжение на выходе передатчика - не более 10 мВ;
11. Напряжение безинерционного пуска от 3,0 до 20В;
12. Время безинерционного пуска 0,5 мС.
13. Задержка на возврат безинерционного пуска в пределах 400 -600 мС.
14. Входное сопротивление схемы безинерционного пуска - не менее 22 кОм.
15. При напряжении манипуляции 100 - 130В длительность импульса тока приемника на активной нагрузке 600 Ом составляет 140° - 175° (диапазон частот 36 - 100 кГц), 160° - 175°. (диапазон частот 100 – 600 кГц).
16. Напряжение полной манипуляции: от 3 до 20В;
17. Входное сопротивление манипулятора не менее - 500 кОм.
18. Чувствительность приемника от 100 до 2800 мВ;
19. Крутизна характеристики приемника - не менее 1,3.
20. Полоса пропускания входного фильтра - не менее 1200 - 1400 Гц но не более 1% от частоты приема.
21. Полоса пропускания фильтра ПФВЧ - не менее 3,0 кГц, но не более 3% от частоты приема.
22. Приемопередатчик содержит упрощенное переговорное устройство, предназначенное для связи между концами ВЛ при проведении наладочных работ.
23. Приемопередатчик обеспечивает автоматический контроль канала связи, образованного двумя аппаратами.
24. Периодичность контроля - 17 минут.
25. Имеется возможность диспетчерского контроля канала (обмен сигналами).
26. Потребляемая мощность от аккумуляторной батареи не более 150Вт.

1.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АППАРАТУРЫ.

Блок-схема приемопередатчика ПВЗ представлена на рис 1.1.
В составе приемопередатчика выделяем:
- блок питания;
- генераторная система;
- усилитель мощности;
- линейный фильтр;
- собственно приемник;
- блок внешних соединений;
- автоконтроль исправности;
- устройство наладочной связи;
- система измерений и сигнализации;
Блок питания приемопередатчика обеспечивает гальваническую развязку блоков от аккумуляторной батареи, вырабатывает и обеспечивает стабилизацию вторичных уровней питания. Генераторная система предназначена для формирования тактовых частот передачи и автоконтроля. Усилитель мощности производит усиление сигнала передачи; линейный фильтр выделяет синусоидальный сигнал из прямоугольного и обеспечивает параллельную работу поста с другими аппаратами.
Приемник принимает сигнал частоты приема с выдачей на выходе логических величин («лог1» или «лог0»). Блок внешних соединений обеспечивает управление передатчиком от различных защит, работу приемника с разными типами защит.
Автоконтроль производит периодический запуск передатчика и анализирует исправность ВЧ канала, передатчика, приемника, наличие помехи.
Устройство наладочной связи позволяет вести телефонные переговоры при наладке ВЧ канала и проведении совместных проверок полукомплектов защит.
Система измерений и сигнализации предназначена для выполнения минимально-необходимого объема эксплуатационных измерений в приемопередатчике и выдачи сигналов неисправности. При работе с электромеханическими дифференциально-фазными защитами возникновение короткого замыкания в первичной сети приводит к пуску передатчика от пусковых органов защиты; причем орган манипуляции закладывает в ВЧ сигнал информацию о фазе тока короткого замыкания (методом манипуляции). Приемник поста принимает сигналы как своего, так и дальнего передатчика. Если высокочастотные пакеты совпадают по фазе на входе прм, то на выходе прм появляется ток, и срабатывают отключающие реле защиты (короткое замыкание «в зоне»). Если высокочастотные пакеты смещены на 180° (короткое замыкание «вне зоны»), то на выходе приемника тока нет и защита не срабатывает (говорят, что защита «заблокирована»).
При работе приемопередатчика с полупроводниковой защитой (например, ПДЭ-2802) пуск передатчика производится пусковыми органами защиты при возникновении короткого замыкания в первичной сети. При этом защита оценивает направление мощности короткого замыкания («в линию» или «к шинам»). Если мощность направлена в линию, то следует немедленный останов передатчика; если мощность направлена «к шинам», то передатчик продолжает генерировать в канал высокочастотный сигнал. Приемник по факту наличия ВЧ сигнала в канале выдает информацию в виде логической величины - запрет действия защиты (причем, независимо от того, чей передатчик работает - «свой» или «дальний»). Если же ВЧ сигнала в канале нет (т.е. остановлены оба передатчика), то приемник выдает (в виде логического сигнала) разрешение на мгновенное действие защиты.
Для проведения контроля исправности ВЧ канала и приемопередатчиков узел АК периодически запускает передатчик, который посылает в канал сигнал запроса. Этот сигнал принимается обоими приемниками, в результате чего в АК запускаются устройства, которые управляют всем циклом автоматической проверки. Работа узла АК не влияет на работу приемопередатчика при запуске его от защиты, так как защита имеет приоритет.
Для осуществления наладочной телефонной связи установлено симплексное переговорное устройство, снабженное сигналом вызова. Защита имеет приоритет и над переговорным устройством.

1.3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ.

Как уже указывалось выше, блок питания предназначен для преобразования постоянного напряжения ±220 В (±110 В) в стабилизированные постоянные уровни, гальванически не связанные с первичным источником (аккумуляторной батареей), от которых питаются все узлы ПВЗ.
Блок питания имеет защиту от токовых перегрузок, коротких замыканий и перенапряжений в нагрузке. Специальным фильтром обеспечивается защита первичного источника от помех, возникающих при работе БП.
Имеются следующие вторичные уровни:
5В(0,5А), 24В(0,2А), 5Впрм(20мА), 24В или 90Впрм(20мА), 7-25В УМ.
Конструктивно в блок питания входят узлы «ФРЧ» и «Преобраз».
Узел «ФРЧ» включает в себя элементы фильтра радиопомех: L1, L2, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, диоды V1 и V2 (разделительные) (см. рис.1.3.1).
Узел «Преобраз» включает в себя все остальное.
Здесь мы можем выделить стабилизатор питания схемы управления (пусковой стабилизатор) рис.1.3.1 в момент пуска блока питания и при перегрузках. Он состоит из V15, V16, R43, R44, R45, C14. Стабилизированное напряжение через ключ V21 подается в схему. В режиме запуска ключ V21 открывается током потребления схемы управления. После запуска блока питания транзистор V21 закрывается и схема питается от внутреннего источника (т.е. от выпрямителя, подключенного к обмотке 4-5 трансформатора Т3).
«Сердцем» блока питания является задающий генератор (частота 5060 кГц) для получения двух противофазных сигналов управления с частотой 25-30 кГц. Задающий генератор реализован на микросхемах D4.1 и D4.2 с элементами R32, R34, C10 (рис. 1.3.2).
Имеется два сигнала управления, каждый из которых состоит из формирователя напряжения V12,C12,U1.2 (V13,C13,U3.2), формирующего линейное напряжение с изменяемой скоростью спада, широтно-импульсного модулятора D7.1 (D7.2) и буферного усилителя D8.1-D8.3, V17, V18, (D8.4-D8.6, V19, V20) (рис. 1.3.2).
Схема защиты от перегруза блока питания по току D5.1, D6.3, V40-V45, R58-R65 и схема сигнализации о перегрузе D6.4, V22, H5 (см. рис.1.3.3).
Схемы сравнения D1,U1.1 (рис.3.1.1), D2, U3.1(рис.3.1.4) - они предназначены для формирования сигналов управления при отклонении выходных уровней (+5В и +УМ) от номинальных значений. Схема защиты от повышения напряжения вторичных уровней D3, U4.1 (рис.3.1.4) - предназначена для формирования сигнала управления блокирования блока питания в случае увеличения выходного уровня +5В более 10%.
Схема защиты блока питания от К.З. в нагрузках D3, D6.1, D6.1, D6.2, D6.3, V9, V10, V53, V2, V4 (рис.1.3.1, 1.3.3).
Схема модулятора напряжения УМ (D2, V3-V8, R14) – см. рис.1.3.4. Она предназначена для изменения напряжения УМ по закону сигнала, поступающего на вход этой схемы через микрофон (амплитудная модуляция).
Формирование импульсов управления ключами R48, C16, V25, V28 (R49, C17, V27, V29) см. рис. 1.3.5, которые формируют импульсы управления разной длительности.
Собственно ключи управления на транзисторах V36, V37 (V38, V39) см. рис. 1.3.5. Они предназначены для однотактного управления током в первичных обмотках трансформаторов Т3 и Т4. Выполнены по схеме с эмиттерной коммутацией и пропорционально-токовым управлением для расширения области безопасных режимов работы.
Трансформаторы Т3 и Т4 - разделение вторичных уровней от аккумуляторной батареи.
Цепь формирования траектории рабочей точки и уменьшения потерь при коммутациях (C22, R52, R53, V23 и C23, C24, L1, L2, R54, R55, V33, V42) см. рис.1.3.5.
Выпрямители выходных вторичных напряжений и фильтры - см. рис.1.3.6 и 1.3.4.
Выпрямитель устройства управления - рис.1.3.6 для питания схемы управления блоком питания в статическом (не пусковом) режиме.
Кроме защиты от перегруза в блоке питания имеется защита от перенапряжений (хотя правильнее ее было бы назвать защитой при превышении вторичных уровней допустимой величины). Это может быть при неисправностях каналов управления. В этом случае уровень вторичного напряжения «+5В» может «забросить». Предельно допустимым считается напряжение 5,5В. В этом случае на выходе схемы D2 - уровень ОВ. Как это происходит?
В нормальном режиме уровень напряжения на прямом входе (3) D3 больше, чем на инверсном (2), значит на выходе дифусилителя D3 – уровень, близкий к Uпит (т.е.+24В). Ток через светодиод оптопары U4.1 не протекает, значит транзистор оптопары U4.2 закрыт, на входе D6.1 (вход1) уровень «лог1». На втором входе этой микросхемы также «лог1» (определяемая «лог0» на входе D6.2). Значит, на выходе D6.1 уровень «лог0», конденсатор С11 разряжен. Если «забрасывается» уровень «+5В», то уровень сигнала на входе «2» (инверсном) становится более положительным, чем на входе «3»- на выходе D3 будет уровень «-питания», т.е. «лог0». Это вызывает протекание тока через диод оптопары U4 и открытие транзистора этой оптопары. На вход «1» микросхемы D6.1 при этом поступает уровень «лог0», на выходе - «лог1». Она через конденсатор С11 поступит на вход D6.2 (инвертор) - на выходе будет «лог0». По цепи о.с. он «подхватит» D6.1. А вот «лог0» на D6.3 обеспечит как мы рассмотрели в предыдущем варианте блокирование ключей и выключение блока питания.
Как же происходит работа защиты при К.З. в нагрузке? В этом случае «садятся» вторичные уровни, в том числе и «+5В прм», что приводит к резкому уменьшению тока через светодиод оптопары U2.2 – закрывается транзистор U2.1 этой оптопары, что приводит к увеличению потенциала входа «2» микросхемы D3 и на ее выходе уровень «лог0». А далее все будет аналогично ситуации описания действия защиты от перенапряжения.

1.4. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГЕНЕРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ.

Узел «Ген» предназначен для формирования тактовых частот передачи (диапазон 72-1200кГц) и автоконтроля (4.0кГц). Кроме того, в этом узле размещено устройство осциллографирования высокочастотного сигнала, схема формирования сигнала вызова и приемник телефонной связи.
Узел «Ген» (см. принципиальную схему N9515) состоит из задающего генератора (З.Г.), удвоителя частоты (У.Ч.), делителя частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), трех делителей частоты с постоянным коэффициентом деления (ДЧ1, ДЧ2, ДЧ3), полосового фильтра (ПФ), схемы контроля исправности генератора (С.К), формирователя сигнала 4,0кГц (Ф4К).
Задающий генератор выполнен на микросхеме D1 по схеме несимметричного мультивибратора с кварцевой стабилизацией частоты (кварцевый резонатор 8192кГц). Подстрочным конденсатором С4 устанавливается частота З.Г. равная 8.192 ± 0,05 кГц.
С выхода задающего генератора сигнал 8.192 кГц поступает на схему удвоителя частоты (У.Ч.), который выполнен D6.1, D6.2, С5, L1. Последовательный контур С5-L1 настроен на частоту 16.384кГц. На выходе «04» микросхемы D6.2 (контрольная точка XK1) формируется сигнал прямоугольной формы частотой 16384 кГц. Этот сигнал подается на делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выполненный на микросхемах D4, D7. Коэффициент деления определяется набором перемычек 3-24. Частота на выходе делителя (вывод «06» D7) в зависимости от выбранного коэффициента деления будет находиться в диапазоне от 8.192 кГц до 16.384кГц. Эта частота определяется из формулы:

F=(512+N)/К, кГц

Величина «N» равна сумме частот, коммутируемых вышеуказанными перемычками (см. таблицу 1.1)
Таблица 1.1 (при снятии перемычки)


F,кГц

256

128

64

32

16

8

4

2

1

0,5

0,25

Перемычка

23-24

21-22

19-20

17-18

15-16

13-14

11-12

9-10

7-8

5-6

3-4


Частота на выводе «07» микросхемы D7 при этом остается неизменной и равна 4,0кГц.
С вывода «06» микросхемы D7 сигнал поступает на вход делителя частоты ДЧ1, собранного на микросхемах Д8.1,Д9.1,Д9.2. Коэффициент деления ДЧ1 равен «8» на выходе делителя формируется меандр с частотой в диапазоне 1024 - 2048кГц. С выхода ДЧ1 сигнал подается на полосовой фильтр (D6.3, С15, С16, L2, R31), который улучшает форму сигнала. Контур С15, С16, L2 настраивается на частоту выхода ДЧ1. С нагрузки полосового фильтра R31 сигнал снимается на формирователь импульсов D10.2, D10.3, D10.4.
С выхода формирователя импульсов сигнал проходит на очередной делитель частоты ДЧ2, выполненный на микросхеме D13 - синхронный двоичный счетчик-делитель. Счетчик работает при нулевом уровне на сбросовом входе «R». При подаче «лог 0» на вход «С» счетчик «подсчитывает» тактовую частоту на входе «СЕ» по отрицательному фронту импульса. Частота на входе данного счетчика определяется перемычкой, выбор которой обусловлен значением рабочей частоты передачи (см. таблицу 1.2).
Таблица 1.2


Перемычка

32-27

32-28

32-29

32-30

32-31

Диапазон частот

512-600

256-511,75

128-255,75

64-127,75

36-63,75

Коэфф. делен.

«1»

«2»

«4»

«8»

«16»

С выхода ДЧ2 прямоугольные импульсы тактовой частоты поступают на буферный каскад (D6.5) и далее на выход блока «Ген» - «FтУМ». Следует отметить, что частота сигнала на выходе «FтУМ» ровно в два раза выше частоты передачи.
С выхода буферного каскада сигнал тактовой частоты контролируется схемой контроля исправности генератора (С.К.). Схема собрана на D10.4, D10.5, D14. При наличии сигнала нормального уровня конденсатор С27 непрерывно перезаряжается через R46 - V15 и на выходе D10.4 формируется положительные импульсы «подзаряжающие» конденсатор С25 (разряжаться через R42 он не успевает!). На выходе D10.5 будет уровень «лог0», а на выходе инвертора D14.1 - «лог1». Значит светодиод Н1 не горит, а «лог1» подается в схему автоконтроля. Теперь представим, что тактовая частота исчезла. На входе D10.4 - уровень «лог1», а на выходе - «лог0". Конденсатор С25 разряжается и «лог0» поступает на вход D10.5 и на выходе инвертора D14.1 будет уровень «лог0». Загорается светодиод «Н1» (неисправность), Уровень «лог0» поступает в схему автоконтроля как информация о неисправности.
Как уже упоминалось выше с вывода «7» микросхемы D7 импульсы 4кГц поступают на ждущий одновибратор, собраный из элементов D8.2 - D10.1. В этом узле импульсы 4кГц «растягиваются» до длительности 125 мксек. Эти импульсы через буфер D14.2 поступают на выход «4кГц» узла «ГЕН». Кроме того, импульсы 4кГц подаются на делитель частоты ДЧ3. Он собран на микросхемах D11.1, D11.2 (К561ИЕ10). С выходов этого делителя cнимаются частоты 2,0кГц, 250Гц, 63Гц, 31,5Гц; вместе с импульсами частоты 4,0кГц они поступают на схему формирования сигналов вызова и приемник сигнала вызова.
Схема формирования сигнала вызова выполнена на элементах D2.1, D2.2, D2.3. При нажатии на кнопку S1 «вызов» «лог0» поступает на инвертор D2.1 и элемент «и-не» D2.3. На выходе - «лог1», которая разрешает прохождение импульсов 125Гц от ДЧ3 на вывод «04» микросхемы D2.2. Поскольку через R2 «лог1» поступает на входы «08» и «12» D2.3, то импульсы 125Гц через D14.4 поступают на выход «тангента» (X1/А12), вызывая запуск передатчика с манипуляцией 125Гц. На выходе «11» D2.3 будет уровень «лог1», которая «выключит» все каналы коммутатора D12 и на УНЧ телефона сигналы поступать не будут.
Тракт приема телефонной связи включает в себя:
- УВЧ;
- детектор;
- эмиттерный повторитель;
- предварительный УНЧ;
- полосовой коммутационный фильтр 125Гц;
- УНЧ вызова;
- одновибратор;
- ключевой элемент (коммутатор);
- УНЧ телефона.
Высокочастотный сигнал с разъема Х1/А10 через делитель-резистор R1 поступает на УВЧ, собранный на элементах D3.1, D3.2; после усиления высокочастотный сигнал подается на двух полупериодный детектор V4, V5, V6, где и выделяется низкочастотная модуляция (манипуляция) в.ч. сигнала. После эмитерного повторителя V7 сигнал поступает на разъем Х1/А4 (осциллографирование линии) - для записи огибающей в.ч. сигнала на автоматическом аварийном осциллографе. С резистора R23 «УНЧ» детектора сигнал проходит предварительный усилитель на микросхеме D3.3; через резистор R36 сигнал подается на входа «Х2» и «Х3» коммутатора D12, а через резистор R33 - на полосовой коммутационный фильтр 125Гц (D5.1 и D5.2). На вывод «А1» D5.1 подана так называемая «ключевая» частота 125Гц от делителя ДЧ3; на вывод «А0» D5.2 от этого же ДЧ3 подана частота «коммутации» 250Гц. Если это был действительно сигнал вызова 125Гц (он пришел на вход «Y» D5.1), то на выходе коммутационного фильтра - «Х» D5.2 появятся импульсы 125Гц. Сигналы любой другой частоты из тракта приема через коммутационный фильтр не проходят. Через ФНЧ (D3.4) сигнал 125Гц поступает на одновибратор D3.5, на его выходе будет «лог0», который проходит на вход селекции А1 коммутатора D12. Заметим, кстати, что пока не нажата тангента микротелефонной трубки или кнопка S1 «вызов», на выходе «11» D2.3 имеется уровень «лог0», который по входу «V» разрешает работу коммутатора D12. Итак, что же будет на выходе коммутатора в этом режиме? Мы опредилили уже, что при «опознавании» сигнала вызова на входе А1 присутствует «лог0»; на входе А0 из схемы ДЧ3 - прямоугольные импульсы 31,5Гц.
Если А1 - «лог0», А0 - «лог0» - то на выход «Y» коммутируется «Y0» - сигнал 4кГц от делителя частоты ДЧ3.
Если А1 - «лог0», А0 - «лог1» - то на выход «Y» коммутируется вход «Y1» - сигнал 2кГц от делителя частоты ДЧ3.
С выхода «Y» сигналы подаются на входа «Х0» и «Х1», которые поочередно коммутируются на выход «Х» D12 и далее на УНЧ (V13 - V14). Таким образом, на вход УНЧ поступают импульсы 2,0кГц и 4,0кГц с частотой 31,5Гц; в микротелефонной трубке формируется тональный сигнал вызова. После прекращения сигнала вызова на выходе D3.5 «лог1», конденсатор С23 заряжается, уровень «лог1» подается на вход селекции «А1» D12 (на входе «А0» по-прежнему присутствуют импульсы 31,5Гц). На выход «Х» D12 поочередно коммутируются входа «Х2» и «Х3», т.е. сигнал после предварительного УНЧ с выхода детектора. Если в.ч. сигнал будет промодулирован звуковой частотой, то она через УНЧ (V13 - V14) поступает на телефонную трубку.
При нажатии на тангенту «лог0» поступает на D2.3, на выходе «лог1", которая по входу «V» коммутатора D12 выключает его. Аналогичным же образом происходит выключение коммутатора при нажатии кнопки «вызов». Т.е. при формировании сигнала вызова на передающем полукомплекте в телефоне сигнала вызова не будет, хотя по тракту приема сигнал вызова проходит до коммутатора D12 (вход «А1»). После выключения кнопки «вызов» сигнал вызова в тракте передачи прекращается. Но, пока конденсатор С23 заряжается до «лог1», на выход коммутатора D12 будут поочередно коммутироваться входа «Х0», «Х1» («Y0»,»Y1"); 4кГц и 2кГц с частотой 31,5Гц, т.е. сигнал вызова, хотя в в.ч. тракте сигнал вызова уже отсутствует. После заряда С23 до уровня «лог1» сигнал «вызов» в телефоне прекращается. Можно рассматривать этот факт как подтверждение того, что сигнал вызова был сформирован. Отметим также, что длительность сигнала вызова в телефоне в этом случае практически не зависит от длительности посылки вызывного сигнала.
Частота передачи блока «ГЕН» определяется по формуле:


F = ( 512 + N ) / К , кГц

Величина N равна сумме частот, коммутируемых перемычками 3 – 24 (табл.1.1);
Величина К определяется диапазоном частот передачи и устанавливается перемычками 27 - 32 (табл.1.2).
Рассмотрим пример выбора перемычек для частоты передачи f=123,5кГц. По таблице 1.2 находим число К=8; тогда число N определим из выражения:
N = F * K - 512 = 123,5 * 8 - 512 = 476кГц.
Разложим число N на составляющие:
N = 256 + 128 + 64 + 16 + 8 + 4 = 476кГц.
По таблице 1.1 находим перемычки, соответствующие данному набору частот:
11 - 12; 13 - 14; 15 - 16; 19 - 20; 21 - 22; 23 - 24.
По таблице 1.2 находим перемычку, соответствующую числу К=8: 30 - 32
Следовательно, для получения частоты передачи 123,5кГц нужно снять перемычки 11 - 12; 13 - 14; 15 - 16; 19 - 20; 21 - 22; 23 - 24 и установить перемычку 30 - 32.

1.5. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРИЕМНИКА.

Узел «прм» предназначен для обеспечения необходимой чувствительности и избирательности приемного тракта аппаратуры. На выходе приемника формируются уровни логических величин («логО» или «лог1»). Блок-схема и принципиальная схема приемника приведены на рис. 1.5.1.
Здесь можно выделить следующие части:
- входной аттенюатор (В.А.);
- входной фильтр (Ф вх);
- усилитель (УВЧ-1);
- полосовой фильтр (ПВФЧ);
- второй усилитель (УВЧ-2);
- выходные каскады (прм, прм-груб);
Входной аттенюатор предназначен для регулировки необходимой чувствительности приемника. Установка необходимой чувствительности производится при наладке перепайкой перемычек на делителе R1 - R9.
Резистор R10 и диоды V1, V2 предназначены для защиты входной цепи приемника от большого сигнала своего передатчика и от помехи с канала.
Входной фильтр представляет собой систему двух параллельных контуров на трансформаторах Т1 и Т2 с емкостной связью между ними.
Применение такого фильтра значительно улучшает отстройку от помех. Если снять зависимость величины выходного сигнала от частоты входного сигнала, то получится резонансная кривая двух связанных контуров; причем форма этой кривой в сильной степени зависит от величины емкости связи. При прочих равных условиях, чем меньше величина емкости связи (слабее связь между контурами), тем «острее» резонансная кривая. Если увеличивать емкость связи, то резонансная кривая становится все более и более «тупой», а начиная с некоторого значения емкости связи («критическая» емкость связи) принимает характерный «двугорбый» вид.
При идентичных контурах мощность колебаний во втором контуре получается максимальной при величине емкости связи, равной критической.
Таким образом, такая связь является оптимальной. Различный вид резонансной кривой на рис. 1.5.2.
Важным показателем настройки входного фильтра приемника является полоса пропускания (определить полосу пропускания можно по методике рис.1.5.3). Ширина полосы пропускания выбирается из двух противоречивых условий:
- во-первых, чем уже полоса пропускания, тем лучше помехоустойчивость приемника;
- во-вторых, чем уже полоса пропускания входного фильтра, тем сильнее искажается высокочастотный пакет.
Происходит «запаздывание» фронта импульса. Искажение фронта определяется временем нарастания сигнала на выходе фильтра до 90% установившегося значения. Время запаздывания можно определить по выражению:
t з = 0,9 / df, мС
где df - полоса пропускания входного фильтра, кГц.
При запаздывании фронтов импульсов в месте перекрытия высокочастотных пакетов из-за наличия биения сигналов возможно появление скважностей рис. 1.5.4.
Для дифференциально-фазной защиты наличие скважностей в сигнале может привести к ложной работе защиты при внешних коротких замыканиях. Предельно допустимым является время запаздывания фронта импульса, на 0,7 - 0,8 мС: биения сигналов на таком временном интервале неопасны, поскольку перекрываются зоной блокировки защиты. Исходя из вышесказанного, может быть определена величина полосы пропускания входного фильтра (для ДФЗ).
df > 0,9 / tз > 0,9 / (0,7-0,8) > 1,13 - 1,29 кГц
то есть, полоса пропускания входного фильтра при работе приемопередатчика с ДФЗ должна быть не менее 1300 Гц.
Если приемопередатчик работает с направленной защитой, то запаздывание фронта импульса может быть и больше (до 3,0мС). Полоса входного фильтра при этом могла быть меньше:
df = 0,9 / 3 = 0,3 кГц
Полоса пропускания по максимуму ограничивается требованием достаточной помехоустойчивости.
Практически, для ПВЗ в нижней части рабочего диапазон частот (до 140кГц) полоса пропускания регулируется в пределах 1300 - 1400 Гц. В диапазоне частот 140 - 600кГц полоса пропускания должна быть в пределах от 1300 Гц до 0,01 fприема.
В диапазоне низких частот (до 100 кГц) возможен случай, когда полоса пропускания получается менее 1300Гц даже при критической емкости связи между контурами. Для того, чтобы получить полосу пропускания в требуемых пределах при одногорбой резонансной кривой, можно прибегнуть к ухудшению добротности контуров: подпаять параллельно емкостям резисторы по 100 кОм.
Входной фильтр приемника имеет частотный спектр, разбитый на ____ поддиапазонов.
Полосовой фильтр (ПФВЧ) представляет собой цепочный фильтр, состоящий из двух звеньев типа «М» и одного звена типа «К»; он выполнен на катушках индуктивности L1 - L8 и конденсаторах С11 - С28.
Полоса пропускания этого фильтра составляет не менее 3,0кГц, но не более 3% от частоты приема; избирательность при отстройке от частоты приема на 3% составляет не менее 40 дБ. Характеристическое сопротивление фильтра - не менее 75 Ом. Применение ПФВЧ дополнительно к входному фильтру приемника позволило значительно улучшить избирательность приемника, а значит, более экономно использовать частотный спектр при проектировании и эксплуатации ВЧ каналов. Полосовой фильтр имеет 18 частотных поддиапазонов. Для каждой рабочей частоты приемника выполнен расчет частоты настройки каждого «L-С» контура (в паспорте приемопередатчика частоты настройки контуров ПФВЧ указаны в таблице.)
Усилитель высокой частоты УВЧ-1 установлен между входным фильтром и полосовым ПФВЧ. Он обеспечивает необходимый коэффициент передачи по напряжению узла ПРМ и согласует между собой эти два фильтра. На транзисторе VЗ собран собcтвенно усилитель, а на V4 - эмиттерный повторитель. Высокочастотный сигнал от входного фильтра подается через емкость С8 на базу V3. Усиленный каскадом сигнал через разделительный конденсатор С9 подается на базу V4. Отсутствие конденсатора в цепи эмиттера V3 (отрицательная обратная связь) позволяет стабилизировать параметры усилителя.
Как известно, в схеме эмиттерного повторителя выходной сигнал не может быть принципиально больше входного.
Однако такой каскад имеет большое входное сопротивление и малое выходное. Эта положительная особенность в данном случае, так как позволяет работать с маломощным входным сигналом.
На выходе фильтра ПФВЧ подключен усилитель УВЧ-2, собранный на микросхеме D1 (КР 544 УД2А).
С выхода усилителя D1 сигнал поступает непосредственно на вход основного приемника, а через регулируемый резистор R27 на вход грубого приемника (ВК).
Такое решение позволяет иметь абсолютно одинаковые схемы выходных каскадов: приемник основной собран на элементах D2.1, D2.3, D3.1; приемник грубый собран на элементах D2.2, D2.4, D3.2.
Опорное напряжение, которое определяет чувствительность приемников, устанавливается резистором R29*.
Если на входе приемника отсутствует высокочастотный сигнал, то на входе «01» микросхемы D2.1 присутствует уровень постоянного напряжения с делителя R26 - R28 - К29, который составляет приблизительно 2,3В (это меньше уровня порога переключения). На выходе D2. будет уровень «лог1», до этого уровня заряжен конденсатор С23. Инвертор D2.3 превращает «лог1» в «логО», а инвертор-усилитель D3.1. обеспечивает уровень «лог1» на выходе основного приемника (Х2/7).
Индикатор Н2 «прм» не горит.
Аналогичный результат будет иметь место, если входной сигнал приемника меньше порога его чувствительности. А вот когда уровень сигнала превысит порог чувствительности (т.е. на входе «01» микросхемы D2.1 появятся импульсы большие порога переключения), то на выходе микросхемы D2.1 появятся импульсы «логО». Эти импульсы разряжают конденсатор С23 через диод V10. Как только он разрядится до порога переключения инвертора D2.3, на его выходе появится уровень «лог1». Эта «лог1» по цепи обратной связи подается на вход 01 Д2.1 обеспечивая четкую (без «дребезга») работу выходного каскада. Усилитель D 3.1 превращает уровень «лог1» в «логО»: загорается индикатор Н2 «прм», на выходе основного приемника - уровень «логО».
Работа приемника грубого аналогична выше рассмотренному.
Отметим, что диоды V7, V8 и стабилитрон V9 служат для защиты выходных каскадов приемника от перегруза большим входным сигналом.

1.6. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ.

Усилитель мощности включает в себя следующее:
1) Собственно двухтактный усилитель мощности, выполненный на составных транзисторах V11-V13 и V12-V14 (ключи). Сюда также следует отнести и «силовой» трансформатор Т1 и схему ограничения напряжения V17,V18,V19,V20.
2) Переключающее (согласующее) устройство, предназначенное для согласования выхода передатчика с входным сопротивлением в.ч.канала при незапущенном передатчике. Оно состоит из элементов D1.5, D1.6,транзисторов V21, V23, V25 и нагрузочных резисторов R36, R39.
3) Формирование сигналов управления двухтактным усилителем:
- два пороговых устройства (D1.1-D1.2 и D1.3-D1.4);
- ограничитель длительности импульсов D3.2 (формирует импульсы «лог0» 0,1-0,2мкС, исключая возможность одновременного открытия обоих ключей усилителя);
- делитель частоты D3.1 (коэффициент деления 2);
- сумматоры D4.1 и D4.2 (формируют импульсы требуемой длительности);
- согласующие элементы на микросхемах D5,D6,D7;
- транзисторы D5.4, V7, D7.4, V8 (для запирания ключей УМ).
4) Схема защиты ключей от перегруза по току V6, D2.2.
Итак, рассмотрим работу усилителя мощности. На вход блока «Fm УМ» (а6,б6) подается сигнал «меандр» от блока «Ген» с частотой 2fo (двойная частота выходного сигнала передатчика). Через пороговое устройство D1.2-D1.1, улучшающее форму сигнала, f=2fo поступает на ограничитель длительности импульсов D3.2. Короткие импульсы положительной полярности с выхода «5» D3.2 раздаются на синхровходы триггеров D2.1 (пусковое устройство), D2.2 (защита ключей от перегруза) и D3.1 (делитель частоты). На прямом и инверсном выходах последнего появляются противофазные прямоугольные импульсы с частотой fo. Эти импульсы выдаются на сумматоры D4.1 и D4.2, которые при отсутствии команды на пуск передатчика заблокированы. Но каким образом?
При отсутствии сигнала пуска передатчика на входе «пуск УМ» (а4, б4) дежурит «лог1» (+5В). Через пороговое устройство D1.4-D1.3. Эта «лог1» поступает на информационный вход D-триггера D2.1. Первым же синхроимпульсом от D3.2 эта «лог1» перепишется на прямой выход «5» триггера D2.1, а на инверсном выходе «6» появится уровень «лог0». Он выставляется на входы сумматоров D4.1 и D4.2, обеспечивая на их выходах (независимо от состояния других входов) уровень «лог1». Далее видим: на двух входах D5.1(D7.1) уровни «лог1» - это значит на выходе будет «лог0» и транзистор D5.2 (D7.2) закрыт; на входах D5.3 и D6.1 (D7.3 и D6.2) уровни «лог1» и «лог0» - значит, на выходах будет «лог1» и транзисторы D5.4, V7 (D7.4, V8) открыты. Открытые вышеупомянутые транзисторы шунтируют базовые цепи ключей усилителя мощности. Передатчик не выдает в.ч.сигнал в канал.
А вот «лог1» с прямого выхода пускового триггера D2.1 поступает на переключающее (согласующее) устройство, а именно: после инвертора D1.5-D1.6 уже «лог0» открывает транзистор М21; его открытие приводит соответственно к открытию ключей V23 и V26. Таким образом, обмотка трансформатора Т1 W8-7 оказывается нагруженной на резисторы R36 и R39, чем и обеспечивается согласование приёмопередатчика с в.ч. каналом при незапущенном передатчике. Согласующее устройство "поднимает” входное сопротивление с 10-20 Ом до 50-100 Ом. Регулировка осуществляется подбором уже упомянутых резисторов R36 (R39)* от 30 до 82 Ом.
Если приходит команда на пуск передатчика (от защиты, АК, «сервис»), то это появление уровня «лог0» на входе «пуск УМ» (а4, б4). Через пороговое устройство D1.4-D1.3 «лог0» выдается на «D»-вход триггера D2.1 и первом же синхроимпульсе перепишется на выход «5». Это приведет к тому, что в согласующем устройстве закроется транзистор V21, закроются соответственно ключи V23 и V26 - цепь нагрузки обмотки W7-8 трансформатора Т1 разомкнется, что предотвратит отбор мощности при пуске передатчика.
А вот на инверсном выходе «6» триггера D2.1 одновременно появился уровень «лог1». Эта «лог1» одновременно поступает на входы сумматоров D4.1 и D4.2, разрешая формирование импульсов управления ключами. Рассмотрим сумматор D4.1. На входе «2» «лог1» - разрешение пуска; на входе «4» «лог1» - нет перегруза. На входе «1» «появляются» импульсы «лог1» с частотой fo от делителя частоты, а на входе «5» - короткие импульсы «лог0» (предотвращение возможности одновременного открытия сразу двух ключей УМ).
В конце концов - на выходе D4.1 появляются импульсы «лог0» с частотой fo. Отметим, что с такой же частотой появляются импульсы и на выходе D4.2, но в «противофазе». Появление «лог0» на выходе D4.1:
- на выходе D5.1 «лог1»; она открывает D5.2;
- на выходе D5.3 и D6.1 «лог0»; закрываются D5.4 и V7; в конечном итоге открывается ключ на составном транзисторе V11-V13 и через обмотку Т1 W11-15 протекает ток.
Пос