• STAŁOŚĆ CZĘSTOTLIWOŚCI ROBOCZEJ

Parametr ten jest bardzo ważny ze względu na warunek niezakłócania nadajnika pracującego w sąsiednim kanale.

Przy pracy z odstępem międzykanałowym 25 kHz

a) dla urządzeń stacji stałych +/-1,2 kHz

b) dla urządzeń stacji przenośnych i przewoźnych +- 2,2 kHz

W starszych urządzeniach, które jeszcze czasowo mają zezwolenie do pracy z odstępem międzykanałowym 50 kHz, wymagana stałość częstotliwości wynosi:

a) dla urządzeń stacji bazowych +/- 2 kHz

b) dla urządzeń stacji przenośnych i przewoźnych +- 3 kHz

• ODSTĘP SĄSIEDNIOKANAŁOWY

Odstęp sąsiedniokanałowy powinien wynosić 25 kHz
(dla radiotelefonów eksploatowanych w Polsce od 31 grudnia 1975 r.).

• ODSTĘP DUPLEKSOWY

Odstęp dupleksowy w zakresie fal metrowych powinien wynosić
4,6 MHz, dla zakresu 300 MHz powinien wynosić 36 MHz.

• DOPUSZCZALNA DEWIACJA CZĘSTOTLIWOŚCI

Przy odstępie sąsiedniokanałowym 25 kHz wartość dopuszczalnej de-

wiacji powinna wynosić +/- 5 kHz

• MOC WYJŚCIOWA NADAJNIKA

Moc wyjściowa nadajnika w zakresach częstotliwości

33 do 35 MHz i 44 - 46 MHz powinna wynosić:

- w urządzeniach przenośnych - do 1 W

- w urządzeniach przewoźnych - do 10 W

- w urządzeniach stacji bazowej - nie więcej niż 50 W

W zakresach częstotliwości powyżej 100 MHz (do 174 MHz)

moc nadajnika w poszczególnych urządzeniach powinna być ustalona wg wytycznych Ministerstwa łączności.

W zakresie częstotliwości 150 - 156 MHz moc nad­ajnika przewoźnego i nadajnika stacji stałej powinna być ograniczona do 5 W.

W zakresie częstotliwości 171 - 172 MHz moc urządzeń dla wszystkich rodzajów nie może przekraczać 0,5 W

W zakresie częstotliwości powyżej 300 MHz nie powinna przekroc­zyć następujących wartości:

- w urządzeniach przenośnych - do 0,5 W

- w urządzeniach przewoźnych - do 15 W

- w urządzeniach stacji bazowej - do 50 W

• POZIOM SYGNAŁÓW NIEPOŻĄDANYCH

Dla sygnałów harmonicznych n x f _robocz dla mocy wyjściowej nadajnika powyżej 25 mW moc każdej składowej doprowadzonej do anteny nie powinna przekraczać 2.5 μW

Dla sygnałów harmonicznych n x f _robocz dla mocy wyjściowej nadajnika poniżej 25 mW moc każdej składowej doprowadzonej do anteny nie powinna przekraczać 30 dB

w stosunku do mocy całkowitej doprowadzonej do anteny

Dla częstotliwości sygnałów nieharmonicznych niezależnie od mocy wyjściowej nadajnika, moc każdej składowej doprowadzonej do anteny nie powinna przekraczać 0.25 μW

• MOC ZAKŁÓCEŃ W SĄSIEDNIM KANALE

Niezależnie od mocy wyjściowej nadajnika, moc każdej składowej doprowadzonej do anteny nie powinna przekraczać 10 μW

KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ NADAWCZYCH

Nadajniki radiowe można klasyfikować w/g:

1) Przeznaczenia,

2) Zakresu częstotliwości pracy,

3) Promieniowanych mocy,

4) Rodzaju pracy,

5) Warunków pracy.

Zakresy częstotliwości pracy

Nr.zakresu	Nazwa zakresu	Długość fali	Częstotliwość
4	Fale miriametrowe	100 - 10 km	3 -30 kHz
5	Fale kilometrowe	10 - 1 km	30 - 300 kHz
6	Fale hektometrowe	1000 - 1 m	0,3 - 3 MHz
7	Fale dekametrowe	100 - 10 m	3 - 30 MHz
8	Fale metrowe	10 - 1 m	30 -300 MHz
9	Fale decymetrowe	100 - 10 cm	0,3 - 3 GHz
10	Fale centymetrowe	10 - 1 cm	3 - 30 GHz
11	Fale milimetrowe	10 - 1 mm	30 -300 GHz
12	Fale decymilimetrowe	1 - 0,1 mm	300 -3000 GHz

Spotykane są również inne oznaczenia

- Zakres 5 - fale długie

- Zakres 6 - fale średnie

- Zakres 7 - fale krótkie

- Zakres 8 do 9 - fale ultrakrótkie

Klasyfikacja wg mocy promieniowanego sygnału

- Małej mocy do 100 W)

- Średniej mocy do 10 kW)

- Dużej mocy do 1000 kW)

- Bardzo dużej mocy (> 1 MW)

Klasyfikacja wg rodzaju pracy

Związane jest to ściśle z wykorzystywanym przez nadajnik rodzajem modulacji (manipulacji). Można więc wyróżnić modulacje telegraficzne, telefoniczne, wąskopasmowe, szerokopasmowe, kodowe, kodowo - impulsowe, itd.

Sygnały stosowane w radiokomunikacji klasyfikowane są
w pewne grupy oznaczone kolejnymi cyframi, natomiast rodzaj fali nośnej i rodzaj modulacji oznacza się literami (stare oznaczenia).

Oznaczenia stare najczęściej spotykane są w sprzęcie wojskowym.

Przykład:

A1 - manipulacja amplitudy z ciągłą falą nośną (telegrafia)

A3 - telefonia z modulacją amplitudy

F1 - manipulacja częstotliwości z ciągłą falą nośną

A3A - modulacja jednowstęgowa ze stłumioną falą nośną

Dodatkowe indeksy literowe oznaczają bliżej rodzaj modulacji.

Klasyfikacja wg warunków pracy

- stacjonarne (S)

- przewoźne (P)

- przenośne (N)

- osobiste (O)

Omówienie schematów blokowych nadajników

Ogólny układ blokowy nadajnika

Do podstawowych bloków

funkcjonalnych nadajnika zaliczamy

• Generator wzbudzający (wzbudnik)

• Stopnie pośrednie

• wzmacniacz mocy

• Obwody wyjściowe

Jeśli to jest tylko możliwe to pracujemy z “odcięciem”. Stosujemy wzmacniacze rezonansowe. Nadajnik pracuje sygnałem zmodulowanym. Sygnał ten jest na poziomie zdecydowanie przekraczającym tło zakłóceń. Zagadnienie szumów w nadajnikach jest do pominięcia.
O szerokości pasma decyduje system modulacji. Najwęższe pasmo jest w SSB. Praca z odcięciem wiąże się z szerokim pasmem pracy wzmacniacza w urządzeniu odbiorczym czy nadawczym. Ze względów energetycznych dobroć obwodów w tych wzmacniaczach jest mała tj. rzędu 10-30. Ale jest to zabieg celowy, ponieważ dajemy klasę C i chcemy mieć większą sprawność nadajnika. Sprawność stopnia klasy C można określić zależnością

Dla dużej sprawności stopnia Q_w jest mała, a to wiąże się z szerokim pasmem. Sygnały generowane w nadajnikach z powodzeniem mieszczą się w tym paśmie i nie ma potrzeby mówić o projektowaniu pasma we wzmacniaczach klasy C urządzenia nadawczego.

• Generator wzbudzający (wzbudnik)
  

Pracuje niezależnie od częstotliwości pracy nadajnika.

Korzyści:

• Wygodny zakres ze względu na stabilność częstotliwości. Ze wzrostem częstotliwości stabilność pogarsza się, ponieważ zbliżamy się do częstotliwości granicznej tranzystora (udział parametrów pasożytniczych). Obwody rezonansowe muszą mieć mniejszą pojemność i indukcyjność, aby zmienne pojemności dyfuzyjne nie wpływały na generowaną częstotliwość. Dla niższych częstotliwości na przeszkodzie w realizacji dobrych LC stoi dobroć obwodu. Duża ilość zwojów, cienki drut i straty. Zatem zakres kilku MHz jest więc optymalny.

• Stopnie pośrednie (tor wzmacniaczy mocy)

Zapewniają uzyskanie właściwego poz­iomu mocy sygnału do wysterowania wzmacniacza mocy, a także zapewniają separację generatora wzbudzającego od stop­ni mocy. Często tory pośrednie pracują jako powielacze sygnału. Pozwala to na zapewnienie łatwiejszego do spełnienia warunków pracy wzbudnika. Często za wzbudnikiem względnie w jego wnętrzu występuje separator. To też jest wzmacniacz. Skutecznie odseparowuje stopnie od wzbudnika. Powinien cechować się jak największą impedancją wejściową (wtórnik emiterowy, układ Darlingtona). Stosowanie na wyjściu generatorów dzielników obniżających napięcie daje również separację. Należy pamiętać, że eliminacja efektu obciążenia rezystancyjnego nie eliminuje wpływu zmian pojemności na częstotliwość.

Stopnie pośrednie to nie stopnie p.cz. W stopniach pośrednich występuje:

• stopniowanie mocy,

• praca w klasie C z odcięciem,

• określenie sprawności w poszczególnych stopniach. Najważniejszy jest stopień ostatni. Rola parametrów energetycznych poszczególnych stopni wzrasta w miarę zbliżania się do końca toru pośredniego. Pierwsze stopnie mogą być nawet aperiodyczne, stosuje się powielacze.

Korzyści ze stosowania powielaczy:

• znaczne zmniejszenie wzajemnego oddziaływania stopni, dużej mocy na stopnie małej mocy ze względu na pracę stopni na odmiennych częstotliwościach

• niższa częstotliwość wzbudnika,

• poszerzenie zakresu częstotliwości nadajnika.

Wady:

• powielacze nie mogą być zastosowane w nadajnikach SSB

• wzmacniacz mocy (stopień końcowy)

I stotne są parametry energetyczne:

• 
  moc użyteczna,

• 
  sprawność wzmacniacza

Stopień ten pracuje w klasie C dla modulacji kątowych, w klasie AB dla modulacji amplitudy oraz w warunkach „liniowości” dla modulacji SSB

• Obwody wyjściowe

Są to układy pośredniczące pomiędzy wyjściem wzmacniacza mocy
a anteną. Zadaniem tych układów jest:

• kompensacja reaktancji anteny i dopasowanie jej rezystancji do wartości optymalnej dla stopnia mocy (R_dopt). Rezystancja ta
  w praktyce wynosi dziesiątki-setki omów. Zapewnia się dopasowanie od strony obwodu aktywnego,

• zapewnienie właściwej filtracji harmonicznych. Filtracja harmonicznych prostego obwodu rezonansowego określona jest zależnością

dla Q_w=10, n=2, Z_n stanowi 6% R_d

Zatem prosty obwód nie spełnia warunku filtracji, jak również obwodem tym nie dopasujemy rezystancji. Stosujemy obwody złożone klasy równoległo-równoległej, równoległo-szeregowej o kilku stopniach swobody. Dobrze filtrujący harmoniczne i chętnie stosowany jest obwód typu Π-1. Jeśli filtracja jest nie wystarczająca stosuje się kombinację połączeń obwodów. Taką koncepcję przyjmuje się mimo, iż są straty mocy wyjściowej.

• zapewnienie odpowiedniej szerokości pasma i częstotliwości rezonansowej,

• Modulator

Pozwala nacechować sygnał w.cz. sygnałem informacji. W zależności od rodzaju emisji modulacja odbywa się w różnych blokach nadajnika.

• Nadajnik FM

Drgania elektryczne wytworzone w mikrofonie (informacja) zostają wzmocnione we wzmacniaczu mikrofonowym. Po odpowiednim uformowaniu ( ograniczeniu pasma do 0,3 - 3,4 kHz) zostają doprowadzone poprzez ogranicznik dewiacji do modulatora, gdzie zazwyczaj dokonywana jest modulacja fazy (tzw. sposób pośredni lub bezpośredni). Uzyskuje się pośrednio z PM, przez zastosowanie odpowiedniego filtru korekcyjnego (RC). Do modulatora doprowadzony jest jednocześnie sygnał w.cz. otrzymywany w generatorze kwarcowym.

W wyniku stosowania powielaczy otrzymujemy zwielokrotnienie:

- częstotliwości podstawowej f_w = nf_o

- dewiacji Δf_w = nΔf_o

Tak uformowany sygnał doprowadzony jest do wzmacniacza mocy, który jest sprzężony z anteną przy pomocy odpowiedniego układu dopasowującego.

Generator nie może być skutecznie stabilizowany. Częstotliwość średnia nadajnika jest najgorsza. Jeśli zastosujemy generator ze stabilizacją kwarcową, to wtedy

Jeżeli stosuje się stabilizację kwarcową, to dewiacja będzie mała, ale poprawi się średnia stałość częstotliwości. Mała wartość dewiacji wymaga stosowania szeregu powielaczy. A to dalej komplikuje układ. Np.
, żądamy
i przy
wtedy dla n=500,
. Dla tej częstotliwości pracy generatora spada dobroć obwodów. Ze względu na niską stałość częstotliwości średniej zastosowano układ ARCz. Sygnał błędu koryguje f przez modulator. Filtr dolnoprzepustowy ogranicza wpływ stabilizującego działania na częstotliwościach wyższych od 10 Hz. Ponieważ zmiany temperaturowe zachodzą powoli więc zmiany częstotliwości stabilizowanych są wolne i przez filtr przepuszczane. One stabilizują
f śr. nadajnika.

Modulacja pośrednia FM

Struktura nadajnika odpowiada rozwiązaniu dla modulacji fazy, natomiast sygnał dostarczony do stopni końcowych jest z modulacją FM. Powszechne zastosowanie.

Stabilizacja częstotliwości jest nieograniczona, dowolna, zależna od rozwiązania. Modulacja fazy jest w jednym ze stopni wzmacniających. Wadą tego rozwiązania jest bardzo niska dewiacja
,
dla F (300-3000)Hz w systemie z modulacja fazy otrzymujemy dla
( ze względu na zniekształcenia, co odpowiada Δϕ=30°) zakres zmian dewiacji Δf=(150-1500)Hz. Występujący w systemie filtr korekcyjny ma charakterystykę amplitudową postaci jak na rysunku. Zmiana amplitudy sygnału ze wzrostem częstotliwości utrzymuje stałą dewiację sygnału. Zmienia się zatem indeks modulacji. Ze względu na małą wartość dewiacji stosuje się w torze wzmacniającym powielacze rezonansowe. Na jeden stopień stosuje się krotność powielenia 4(5). Przy wyższych krotnościach powielacze są mało wydajne energetycznie. W stopniach końcowych nie wymaga się dużej liniowości ponieważ sygnał ma stałą amplitudę.

Celowość stosowania układu przemiany

Jeśli z danych zadania wynika, iż trzeba pracować na częstotliwości

, a krotność powielania n=1000 to częstotliwość wzbudnika powinna wynosić
. To wiążę się z trudnościami w stabilizacji na takiej częstotliwości. Dlatego pracujemy na wyższych częstotliwościach ok. 1MHz. Zastosowany układ przemiany
(f_p=10MH, f_h=11MHz przenosi częstotliwość wzbudnika w inny zakres
z zachowaniem relacji fazowych, dewiacja nie ulega zmianie).

• Nadajnik AM

Zasadnicza różnica, w stosunku do poprzedniego układu polega na

tym, że modulacja odbywa się w stopniu końcowym lub
w poprzedzającym. Częstotliwość nośna otrzymywana jest również
z generatora kwarcowego z zastosowaniem wielokrotnego powielania (duża stabilność częstotliwości - mniejsze problemy na niższych częstotliwościach). Wzbudnik dowolnie stabilizowany, nie ma problemów, gdyż częstotliwość jest stała. Możliwość stosowania powielania bez ograniczeń. Stopień końcowy to wzmacniacz modulowany. Z racji modulacji jego sprawność jest niższa. Wzmacniacz niemodulowany ma 2 razy większą sprawność. Mniejsza sprawność wynika z konieczności stosowania liniowej modulacji.
W literaturze często spotyka się określenie - stopień modulowany jako „Modulator”.

Wzmacniacze w wersji tranzystorowej to:

• modulatory bazowe,

• modulatory emiterowe,

• modulatory kolektorowe

W wersji lampowej to:

• modulator siatkowy,

• modulator anodowy,

• modulator „w siatce S₂”,

• modulator anodowo- ekranowy,

• modulator „w siatce S₃”.

• Nadajnik SSB

Wzbudnik z kształtowaniem sygnału SSB pracuje na poziomie napięciowym. W zależności od metody uzyskiwania sygnału
z modulacją jednowstęgową wyróżniamy metody: filtrowa, fazowa
i fazowo-filtrowa. Wzmacniacze pośrednie to wzmacniacze rezonansowe o wysokiej „liniowości” amplitudy. Wysoka liniowość dla pracy wielkosygnałowej nie jest najlepsza dla klasy A. Jeśli przyjąć charakterystykę elementu aktywnego jak na rysunku to maksymalne wykorzystanie elementu aktywnego w klasie A nie zapewnia liniowych warunków pracy. W klasie AB uzyskuje się lepsze efekty, wchodząc lekko w odcięcie. (ks. Janulus'a). Występuje wtedy uśrednienie przebiegu na obwodzie rezonansowym. Średnie nachylenie elementu aktywnego przy prawidłowo dobranym punkcie pracy zapewnia „liniowość” w sensie proporcjonalności sygnału wyjściowego względem wejściowego Mimo nieznacznego odcięcia średni przebieg zmian nachylenia zbliżony jest do liniowego. Klasa AB jest najkorzystniejsza ponieważ sprawność wzmacniacza jest większa i liniowość. Sprawność osiąga wielkości 40-60%. Klasa AB to kąty odcięć w zakresie Θ=(100-120)⁰.

---