Содержание:

Введение

1. Радиопередатчики на основе цифровых контроллеров информационного тракта

2. Радиопередатчики с прямым цифровым формированием высокочастотных сигналов

Заключение

Список литературы

Введение

Радиопередающие устройства (РПдУ) применяются в сферах телекоммуникации, телевизионного и радиовещания, радиолокации, радионавигации. Стремительное развитие микроэлектроники, аналоговой и цифровой микросхемотехники, микропроцессорной и компьютерной техники оказывает существенное влияние на развитие радиопередающей техники как с точки зрения резкого увеличения функциональных возможностей, так и с точки зрения улучшения ее эксплуатационных показателей. Это достигается за счет использования новых принципов построения структурных схем передатчиков и схемотехнической реализации отдельных их узлов, реализующих цифровые способы формирования, обработки и преобразования колебаний и сигналов, имеющих различные частоты и уровни мощности.

В области телекоммуникаций и вещания можно выделить следующие основные непрерывно возрастающие требования к системам передачи информации, элементами которых являются РПдУ:

Обеспечение помехоустойчивости в перегруженном радиоэфире;

Повышение пропускной способности каналов;

Экономичность использования частотного ресурса при многоканальной связи;

Улучшение качества сигналов и электромагнитной совместимости.

Стремление удовлетворить этим требованиям приводит к появлению новых стандартов связи и вещания. Среди уже известных GSM, DECT, SmarTrunk II, TETRA, DRM и др.


1. Радиопередатчики на основе цифровых контроллеров информационного тракта

В настоящем разделе речь пойдет о радиопередатчиках, у которых низкочастотные модулирующие и управляющие сигналы вырабатываются специализированными цифровыми сигнальными процессорами, а сама модуляция осуществляется в аналоговых каскадах, работающих на высоких рабочих или промежуточных частотах. Цифровые сигнальные процессоры такого типа называются контроллерами информационного тракта (Baseband controller). Они являются специализированными ИМС, выполняющими в передатчиках и приемопередатчиках (трансиверах) целый ряд функций, основными из которых являются следующие.

1. Преобразование поступающей в передатчик аналоговой (речевой) информации в цифровую форму встроенным АЦП и дальнейшая ее обработка перед подачей на модулятор - фильтрация, кодирование, накопление и сжатие, объединение в пакеты (Burst encoding). Формирование пакетов осуществляется с добавлением идентификационной информации, управляющих данных, синхронизирующих последовательностей, данных для проверки правильности принятого пакета и пр. Все необходимые для этого данные хранятся в ПЗУ контроллера или получаются контроллером из принимаемого от других станций сигналов. Например, «личный» аутентификационный код передатчика хранится в ПЗУ, а в эфир передается другой код, вычисленный контроллером по встроенному алгоритму с использованием «личного» кода и принятого от базовой станции кодового запроса (случайного числа).

2. Формирование цифрового модулирующего сигнала и преобразование его в аналоговую форму с помощью встроенного ЦАП для подачи на модулятор.

3. Управление каскадами передатчика - режимами по постоянному току, коэффициентами передачи (в системах автоматической регулировки мощности сигнала и защиты транзисторов выходных каскадов), подключением резервных блоков. Для этого контроллер содержит встроенные ЦАП и АЦП и средства обмена данными с внешними ЦАП и АЦП. Управление выходной мощностью передатчика необходимо для поддержания ее неизменной величины в случае работы с сигналами с постоянной огибающей, а также для формирования огибающей РЧ импульсов в соответствии с определенной временной маской при работе в пакетном режиме.

4. Переключение прием-передача.

5. Управление синтезатором частоты - сменой рабочей частоты, ее подстройкой, синхронизацией для работы в системе с другими станциями.

6. Осуществление пользовательского интерфейса - обмен данными с дисплеем, индикаторами, клавиатурой, внешним управляющим компьютером, а также с периферийными устройствами, имеющими цифровое управление. Сопряжение с телефонной сетью общего пользования или сетью ISDN.

7. Временная синхронизация для работы в системе передачи информации с множественным доступом в качестве абонентской или базовой станции. Межсистемная синхронизация. В частности, если в качестве примера цифрового передатчика рассматривать передатчик абонентской части системы DECT, его работа подчиняется трем типам синхронизации TDMA - слотовой синхронизации (с длительностью слота 416,7 мкс, за которые передается 480 бит), кадровой синхронизации (1 кадр равен 24 слотам) и мультикадровой (160 мс) синхронизации.


Наиболее обобщенная структурная схема приемопередатчика (трансивера) с контроллером информационного тракта приведена на рис. 1.1. Она включает функции, перечисленные выше. Варианты внутренней структуры контроллера информационного тракта приведен на рис. 1.2. Это упрощенная структура ИМС PCD87550 фирмы Филлипс, которая является контроллером информационного тракта цифровых радиопередатчиков системы беспроводной передачи данных «Bluetooth» (рис. 1.2.а) и структурная схема baseband-контроллера AD6526, предназначенного для построения трансиверов стандартов GSM/GPRS (рис. 1.2б). Вычислительным ядром этих контроллеров является специализированный процессор ARM TDMI, управляющий контроллером связи, который, в свою очередь, через радиоинтерфейс управляет работой трансивера, получает и передает через него данные. Под радиоинтерфейсом здесь имеется в виду схема сопряжения цифрового контроллера связи с аналоговой частью трансивера.

Остальные блоки, показанные на рис. 1.2а, особых пояснений не требуют: это кодек речи, ЦАП для управления режимами каскадов трансивера, внутренний тактовый генератор, память, интервальный таймер, а также богатый выбор интерфейсов для связи с периферийными устройствами (например, дисплеем, клавиатурой) и внешним управляющим компьютером.

Контроллер AD6526 является более специализированным, поэтому в него введены такие блоки, как интерфейс SIM-карты, интерфейсы дисплея, клавиатуры и подсветки, часы реального времени и др. Его блоки можно разделить на три основные группы: подсистема управляющего микропроцессора (MCU), подсистема сигнального процессора (DSP), подсистема периферии.

Для получения модулированных сигналов с рабочей частотой в радиопередатчиках с контроллерами информационного тракта используют несколько типов структурных схем радиочастотных трактов. Приведем здесь самые распространенные из них.

1. Передатчики с прямой модуляцией и прямой квадратурной модуляцией характеризуются тем, что генератор, управляемый напряжением (ГУН) вырабатывает колебания с рабочей частотой передатчика (например, для системы DECT около1900 МГц, а для Bluetooth - 2.4 ГГц), а модуляция происходит путем воздействия на сам ГУН или его выходной сигнал. В передатчиках с прямой модуляцией (рис. 1.3а) реализуются виды модуляции с постоянной огибающей, например, частотная манипуляция (N-FSK), а в передатчиках с прямой квадратурной модуляцией (рис. 1.3б) возможно формирование любых узкополосных амплитудно-фазовых видов модуляции, например многопозиционной квадратурной амплитудной модуляции (N-QAM). Интегральные квадратурные СВЧ-модуляторы были рассмотрены в предыдущем разделе.


Схемы с прямой модуляцией и прямой квадратурной модуляцией получаются предельно простыми, и это является их основным достоинством, но при повышенных требованиях к качеству (спектральной чистоте) сигнала передатчика или его экономичности могут оказаться существенными следующие их недостатки:

· затягивание (т.е. изменение) частоты ГУН при изменении параметров нагрузки, которой для него является усилитель мощности;

· смещение частоты ГУН за счет изменения его питающего напряжения, которое может претерпевать скачки в моменты включения усилителя мощности;

· значительное потребление энергии квадратурным модулятором СВЧ диапазона.

Большинство из этих недостатков обусловлено тем, что ГУН и усилитель мощности работают на одной и той же, достаточно высокой частоте. Стремление устранить эти недостатки привело к разработке других видов модуляции.


Структурная схема передающего устройства состоит из следующих блоков: устройства управления (УУ), буферного накопителя (БН), кодирующего устройства, устройства формирования старта (УФС), блока аварийной сигнализации и индикации (БАСИ), устройства формирования информационного блока (УФИБ), блока начальной установки (БНУ), ключевой схемы, счетчика переданных бит и двух генераторов тактовых импульсов (ГТИ).

Если какой-либо из 6 источников готов передавать данные, то он формирует сигнал «готов», который фиксируется устройством управления. Причем, одновременно информация может передаваться от одного источника. По данному сигналу в УФИБ и БАСИ помещается адрес передающего источника, а в БН информация от активного источника. По окончанию заполнения БН, УУ приостанавливает прием информации от источника и формирует сигнал «формировать», по которому адрес источника и информация от него становятся единой информационной посылкой. За формированием информационного блока следует формирование стартовой комбинации. УУ коммутирует ключевую схему для посылки стартовой комбинации в канал связи (КС), а затем для передачи информационной части. Далее информационный блок поступает на кодер и посылается в КС.

БАСИ представляет собой набор индикаторов, отображающих работу схемы. БНУ формирует импульс установки всех остальных блоков в исходное состояние. ГТИ 1 предназначен для переключения состояний УУ, ГТИ 2 включается только на время передачи данных в канал связи, что повышает синхронность работы приемной и передающей частей. Счетчик переданных бит предназначен для формирования сигнала конца передачи информационного блока.

Структурная схема передающего устройства представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Структурная схема передающего устройства

Разработка структурной схемы приемного устройства

Структурная схема принимающего устройства состоит из следующих блоков: УУ, буферного накопителя данных, буферного накопителя адреса, декодирующего устройства, устройства выявления старта (УВС), БАСИ, БНУ.

Декодер предназначен для декодирования информации, которая поступает из КС. Буферные накопители принимают данные от декодирующего устройства. Функциональное назначение остальных элементов аналогично назначению одноименных элементов в передающей схеме.

Структурная схема принимающего устройства представлена на рисунке 3.2


Рисунок 3.2 - Структурная схема принимающего устройства

Алгоритм работы передатчика изображен на рисунке 3.3.

При включении питания передающего устройства сигнал поступает на БНУ, который устанавливает все остальные блоки в начальное состояние. Затем УУ подаст сигнал на БАСИ о наличии питания. После этого схема перейдет в режим ожидания готовности одного из источников передавать информацию. При получении сигнала от источника в БАСИ индицируется определенный сигнал, в соответствии с адресом активного источника.

Если посылка не сформирована, то передаются все биты адреса и информационной части в УФИБ, после чего формируется информационная посылка.

Если посылка сформирована, то на время ее передачи в КС происходит остановка чтения информации от активного источника.

Так как в метод передачи данных старт-стопный, то перед тем, как посылать информацию, предварительно отправляется в КС стартовая комбинация. После чего, информационная посылка кодируется и отправляется в КС.

Рисунок 3.3 - Алгоритм работы передатчика

УВС выявляет стартовую комбинацию из КС, после чего УУ запустит ГТИ, установит БНА и БНД в режим записи. Декодер декодирует информацию поступающую из канала связи. Декодированная информация поступает на БНА и БНД. По завершению nб тактов УУ остановит ГТИ, переведет БНА и БНД в режим чтения, подаст сигнал «готов» для ООД и перейдет в состояние ожидания старта.

Алгоритм работы приемника изображен на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Алгоритм работы приемника

Вывод к главе 3

В результат выполнения заданий данной главы получены структурные схемы передающего и принимающего устройств ССПИ, а так же алгоритмы их работы, что дает возможность выполнения более детального построения ССПИ - функциональных схем.

Упрощенная структурная схема радиопередатчика состоит из преобразователя частоты, полосового фильтра и выходного усилителя (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 Упрощенная структурная схема радиопередатчика

На вход радиопередающего устройства поступает модулированный сигнал. В современных системах связи модуляция проводится на стандартной промежуточной частоте. К примеру, в системах связи, работающих в диапазонах СВЧ, промежуточная частота может быть 70, 140 или 820 МГц (существуют и другие стандарты). Задачей радиопередающего устройства, в таких случаях, является преобразование сигнала промежуточной частоты в рабочий диапазон частот и доведение мощности сигнала до необходимого уровня.

Преобразователь частоты состоит из смесителя и задающего генератора. Смеситель представляет собой нелинейный элемент, который смешивает частоты сигналов, поступающих на него и выдает на выходе две полосы частот - суммарные и разностные (в данном случае сумму и разность промежуточной частоты и частоты задающего генератора).

Полосовой фильтр выделяет одну из полос частот.

Для работы преобразователя частоты необходимы высокостабильные генераторы. Любой генератор состоит из усилителя и цепей обратной связи (рисунок 3.4).

При достаточном усилении сигнала (балансе амплитуд) и при правильной фазе сигнала, поступающего через цепь обратной связи (балансе фаз), в схеме возникают незатухающие колебания, форма которых определяется частотными характеристиками составляющих схемы. Если характеристики усилителя и цепи обратной связи формируются узкополосными элементами (контурами или резонаторами), то форма колебаний будет близка к синусоидальной. В случае применения широкополосных элементов - генерируются импульсные колебания.

Рисунок 3.4 Структурная схема генератора

В задающих генераторах передатчиков применяются синусоидальные генераторы, стабильность которых определяется стабильностью контуров или резонаторов. В генераторах передатчиков 5-9 диапазонов нашли широкое применение кварцевые резонаторы. На более высоких частотах используются кварцевые генераторы с умножением частоты, синтезаторы частоты и, в последние годы, - генераторы на диэлектрических резонаторах.

Усилители передатчиков (УВЧ) обеспечивают необходимую выходную мощность, которая сильно отличается в разных диапазонах. К примеру, в диапазонах длинных и средних волн мощность радиостанций может составлять сотни киловатт и, даже, мегаватты, в диапазонах СВЧ - единицы и доли ватт, а в оптических диапазонах - единицы милливатт. Соответственно, усилители строятся на мощных лампах, транзисторах, микросхемах. Появились твердотельные, микроскопические усилители для радиосистем, работающих на частотах в десятки ГГц.

Оптические передатчики работают на специальных светодиодах и лазерах.

АВТОГЕНЕРАТОРЫ

Автогенератором, или генератором с самовозбуждением, назы­вается устройство, преобразующее энергию источников питания в радиочастотные колебания без возбуждения извне.

Генератор с самовозбуждением представляет собой усилитель с резонансной нагрузкой, охваченный положительной обратной связью (рисунок 4.1а). В качестве активного элемента могут быть использованы как электронная лампа, так и транзистор. Такая схе­ма автогенератора получила название схемы с трансформаторной обратной связью. Первичные колебания в резонансном контуре LC возникают вследствие любых случайных изменений питающих напряжений (флуктуации), влияний внешних электромагнитных полей и т. п. Эти колебания через катушку L св -поступают на вход усилителя (сопротивление конденсатора С с пренебрежимо мало). Переменное напряжение положительной обратной связи u пос уп­равляет электронным потоком лампы.

Рисунок 4.1 Принципиальные схемы автогенераторов с трансформаторной обратной связью (а, б) и влияние начального смещения на самовозбуждение транзисторного автогенератора (б)

Первая гармоника анодно­го тока создает падение напряжения на контуре LC. Амплитуда свободных колебаний увеличивается. Они вновь трансформируются во входную цепь, вновь усиливаются и т. д. Нарастание ампли­туды колебаний продолжается до определенного предела, обусловленного параметрами автогенератора. В системе устанавли­вается динамическое равновесие между потерями радиочастотной, энергии в контуре и восполнением ее за счет источника питания Е а. Это так называемый установившийся (стационарный) режим автогенератора. Параметры цепочки сеточного автосмещения под­бираются таким образом, чтобы в момент включения напряжение смещения было бы минимальным. Тогда лампа работает в клас­се А и возможно усиление колебаний сколь угодно малой ампли­туды. По мере нарастания напряжения u пос увеличиваются сеточ­ный ток и отрицательный потенциал на сетке. В стационарном ре­жиме активный элемент работает в классах Вили С, что облег­чает тепловой режим автогенератора вследствие уменьшения по­терь на аноде (коллекторе). Это обстоятельство способствует повышению стабильности частоты генерируемых колебаний. По­следние через разделительный конденсатор С р поступают на сле­дующий каскад радиочастотного тракта - буферный усилитель. Аналогичным образом происходит самовозбуждение транзи­сторного варианта автогенератора (рисунок 4.1 6). Характеристики ба­зового и коллекторного токов полупроводникового триода имеют некоторый сдвиг вправо относительно начала координат (рисунок 4.1). Если ограничиться применением только автосмещения, то в на­чальный момент времени напряжение на базе будет равно нулю (u б =0) и первичные автоколебания не будут вызывать появление коллекторного тока. Самовозбуждение не наступит.

Поэтому в транзисторных автогенераторах используется комбинированное смещение, представляющее собою алгебраическую сумму двух на­пряжений; постоянного Е нач и автоматического, возникающего на резисторе R э , за счет протекания по нему постоянной составляю­щей тока эмиттера I э0:

Е см = –Е нач + I э0 R э

Тогда в момент включения питающих напряжений будет действо­вать Е нач , открывающее транзистор. По мере увеличения ампли­туды колебаний будет возрастать падение напряжения на R э.

Ре­зультирующий отрицательный потенциал на базе уменьшится, и активный элемент будет работать в классе С. Одновременно це­почка R э C э будет стабилизировать режим транзистора при изме­нении температуры окружающей среды.

Самовозбуждение в автогенераторах с обратной связью воз­можно только при выполнении следующих двух условий:

1) как и в любом усилителе на лампе или транзисторе переменные напря­жения на сетке (базе) и аноде (коллекторе) должны быть всегда противофазны; в рассматриваемой схеме с трансформаторной об­ратной связью это достигается правильным включением концов катушки L св ;

2) амплитуда напряжения обратной связи U пос дол­жна быть не менее некоторой минимальной величины.

Первое условие называется балансом фаз, а второе - балансом амплитуд.

Автогенератор, выполненный по схеме с трансформаторной связью, не нашел широкого распространения в радиопередающих устройствах из-за некоторой сложности его конструкции и гене­рации колебаний на относительно низких частотах. Предпочтительнее в этом отношении генераторы с самовозбуждением, пост­роенные на основе так называемых трехточечных схем.

На рисунке 4.2 а и б показаны два варианта таких автогенераторов на транзисторах - с индуктивной и емкостной обратной связью. В обоих случаях активный элемент тремя основными электродами (к, б и э) подключен к трем точкам колебательного контура. Отсюда и та­кое наименование - трехточечная схема.

В первой из них напря­жение положительной обратной связи u пос снимается с одной из катушек индуктивности контура (L бэ), а во второй - с конден­сатора С бэ . В остальном обе схемы полностью совпадают. Процесс самовозбуждения и работа в стационарном режиме аналогичны тем же явлениям в только что рассмотренном варианте с транс­форматорной связью.

Начальное смещение на базу (E нач) пода­ется не от отдельного источника, а снимается с резистора R 1 , через который протекает ток I 14. Питание коллекторной цепи осуществляется по параллельной схеме. Назначение остальных элемен­тов такое же, как и в схемах генераторов с внешним возбужде­нием и усилителей звуковых сигналов.

Для упрощения анализа работы этих двух автогенераторов целесообразно рассмотреть их эквивалентные схемы (рисунок 4.2 в и г ), в которых сохранены только цепи токов радиочастоты, причем принимаем во внимание, что сопротивления конденсаторов С р, С б и С э имеют пренебрежимо малую величину.

Несмотря на кажу­щиеся отличия между данными эквивалентными трехточечными схемами, молено выявить для них общие условия самовозбуждения и доказать, что работоспособными являются только эти два ва­рианта сочетаний реактивных элементов Х бк, Х эб и Х эк.

Рисунок 4.2 Принципиальные и эквивалентные схемы транзисторных автогенераторов с индуктивной обратной связью (а, в) и емкостной обратной связью (б, г)

Во-первых, обязательное условие наличия положительной об­ратной связи в автогенераторе требует, чтобы коэффициент обрат­ной связи β по с был бы также положительной величиной.

Следовательно, реактивные сопротивления Х эб и Х эк должны одновременно носить либо индуктивный, либо емкостный характер. Во-вторых, резонанс в колебательном контуре автогенератора возможен только при условии

Х бк + Х эб + Х эк = 0.

Таким образом, если Х эб и Х эк являются индуктивными сопротивлениями, то Х бк должно быть емкостным рисунок 4.2 в ) и наобо­рот (рисунок 4.2 г ). Любое другое сочетание реактивных сопротивле­ний приведет к нарушению вышеуказанных условий самовозбуж­дения.

Практика показывает, что такой подход является весьма плодотворным при анализе сколь угодно сложных принципиаль­ных схем автогенераторов с обратной связью.

Все вышесказанное относится также и к ламповым автогене­раторам при условии соответствующего замещения коллектора, базы и эмиттера транзистора анодом, сеткой и катодом электро­вакуумного триода.

Автогенераторы, схемы которых изображены на рисунке 4.2, явля­ются одноконтурными. Они относительно просты в изготовлении и настройке.

К их существенному недостатку следует отнести невы­сокую стабильность частоты генерируемых колебаний, поскольку единственный резонансный контур, параметрами которого опреде­ляется эта частота, подвержен влиянию последующих каскадов радиочастотного тракта - изменяются вносимые сопротивления, добротность контура и т. д.

Указанный недостаток удалось значи­тельно ослабить в так называемых двухконтурных автогенерато­рах. Один из контуров, защищенный от внешних воздействий, практически целиком определяет частоту генерации, а второй, слабо связанный с первым, выполняет роль внешней нагрузки.

Рассмотренные выше схемы автогенераторов используются в диапазонах километровых и декаметровых волн. На более высо­ких частотах их применение оказывается невозможным с конст­руктивной точки зрения, так как междуэлектродные емкости элек­тронной лампы и распределенные индуктивности ее вводов стано­вятся неотъемлемыми составными частями резонансных систем генераторов с самовозбуждением.

Поэтому здесь используются ав­тогенераторы, построенные на основе так называемых сложных трехточечных схем. Они также относятся к классу двухконтурных автогенераторов, но связь между резонансными системами осуще­ствляется не через общий электронный поток, а через одну из междуэлектродных емкостей триода.

Каждый из двух контуров оказывается расстроенным по отношению к частоте генерации и его сопротивление носит реактивный характер, что позволяет про­водить анализ работы таких автогенераторов на основе уже хо­рошо известных трехточечных схем.

Рассмотрим вопросы, связанные со стабильностью частоты автогенератора. Жесткие требования, предъявляемые к радиопере­дающим устройствам в отношении постоянства частоты излучае­мых колебаний, требуют детального анализа даже незначитель­ных, на первый взгляд, причин, влияющих на этот параметр.

От­носительная нестабильность частоты всего радиопередающего устройства определяется только автогенератором и, прежде всего, параметрами его резонансной системы. Из теории радиотехниче­ских цепей известно, что точное значение частоты свободных ко­лебаний в резонансном контуре может быть определено при по­мощи следующей формулы:

В подавляющем большинстве случаев при исследовании физиче­ских процессов в колебательном контуре и устройствах, в состав которых он входит, с целью упрощения полагают, что его сопро­тивление потерь r = 0 и пользуются упрощенной формулой

В вопросах, связанных с нестабильностью частоты, такое упрощение неприемлемо, так как влияние потерь соизмеримо с воз­действием на величину ω 0 других дестабилизирующих факторов. Таким образом, в соответствии с формулой (4.1) частота генерируе­мых колебаний зависит не только от величин индуктивности L и емкости С колебательного контура, но и от сопротивления потерь, как собственных, так и вносимых в контур.

Выясним взаимосвязь между этими тремя параметрами и дестабилизирующими факторами. Вследствие механических воздей­ствий (вибраций, рассыхания каркасов и т. п.) меняются геомет­рические размеры катушек и конденсаторов колебательных кон­туров автогенераторов.

В прямой зависимости от этих размеров находятся величины их индуктивностей и емкостей. В итоге про­исходит отклонение частоты генерации от заданного значения. Изменение температуры окружающей среды также отражается на изменении размеров спиралей катушек, пластин конденсаторов и диэлектриков.

Например, в течение нескольких минут после вклю­чения питающих напряжений происходит разогрев внутренних де­талей автогенератора. Увеличиваются диаметр и длина спирали катушки, возрастает площадь пластин конденсатора, изменяются диэлектрические проницаемости изоляционных материалов. Большинство этих факторов вызывает увеличение индуктивности L и емкости С колебательного контура. В итоге по мере разогрева ав­тогенератора происходит постепенное уменьшение частоты коле­баний. Это явление наблюдается в течение 20-30 мин и носит название «выбега частоты».

На нестабильность частоты влияют также изменения питаю­щих напряжений. Они воздействуют в основном на перераспреде­ление объемных зарядов в междуэлектродных промежутках лам­пы. С ними связаны величины междуэлектродных емкостей, входящих в колебательную систему автогенератора.

Влияние последующих каскадов радиочастотного тракта зак­лючается в изменениях активных и реактивных составляющих со­противлений, вносимых в контур автогенератора. В соответствии, с выражением (4.1) это отражается на величине частоты резо­нансной системы.

От влажности и давления окружающего пространства зависят величины проницаемости диэлектриков и их проводимость. Изме­нение атмосферных условий также приводит к уходу частоты.

Многообразие дестабилизирующих факторов и сложный меха­низм воздействия на частоту генерации требуют применения це­лого комплекса мер, направленных на их ослабление. Сюда отно­сятся амортизация блока автогенератора, повышение жесткости его конструкции и т.п.

Воздействие на частоту автогенератора температурных изменений может быть ослаблено за счет исполь­зования термостата - устройства, внутри которого автоматически поддерживается постоянная температура. Герметизация термоста­та позволяет избежать влияния на частоту изменений влажности и давления.

Для борьбы с температурным фактором используются специальные конденсаторы, емкость которых не увеличивается, а уменьшается при нагревании, компенсируя тем самым увеличение индуктивности контура. Каркасы катушек изготовляются из высококачественного радиофарфора. Спирали наносятся либо мето­дом вжигания серебряной проволоки, либо намоткой предвари­тельно разогретого медного провода.

Автогенератор, как прави­ло, имеет отдельный источник питания, напряжение которого в ряде случаев стабилизируется. Ослабление влияния на частоту автогенератора последующих каскадов радиочастотного тракта достигается включением буферного каскада, который работает без сеточных токов и вследствие этого имеет неизменное входное со­противление.

Автогенератор тщательно экранируется от влияния внешних электромагнитных полей. Применение умножителей ча­стоты также способствует ослаблению влияния более мощных каскадов на возбудитель.

Исследования показывают, что стабильность частоты автогене­ратора во многом определяется добротностью его резонансной си­стемы Q. Чем больше ее величина, тем выше стабильность. Обыч­ный колебательный контур с сосредоточенными параметрами имеет в наилучшем случае добротность 250-300 единиц, а с учетом вносимых сопротивлений - и того меньше.

Поэтому автогенератор с таким контуром обладает довольно низкой относительной нестабильностью - порядка 10 -3 -10 -4 . Гораздо большая вели­чина добротности у так называемых кварцевых резонаторов - до нескольких миллионов единиц. Параметры кварца также мало подвержены влиянию внешних факторов. Конструктивно такой резонатор выполняется в виде пластины, вырезаемой из кристал­ла природного или синтетического кварца.

На ее поверхности с двух сторон наносятся тонкие серебряные покрытия, используемые в качестве электродов. Пластина помещается в металлический, пластмассовый или стеклянный баллон, внутри которого обычно создается вакуум. Тем самым достигается изоляция пластины от атмосферных воздействий, механических повреждений и загряз­нения ее поверхности. Кроме того, устраняется трение вибрирую­щей пластины о воздух, что позволяет сохранить высокую доброт­ность резонатора. Посредством специальных кварцедержателей, имеющих наружные выводы, резонатор подключается к радиотехнической схеме.

Как всякое упругое механическое тело, кварцевая пластина способна совершать колебания в каждом из трех измерений (по длине, ширине и толщине). Частоты этих колебаний строго зави­сят от геометрических размеров пластины. На практике в автоге­нераторах чаще всего используются колебания по ее толщине. В этом случае их частота может быть определена при помощи следующей приближенной формулы:

где f 0 - собственная частота колебаний, МГц; d - толщина плас­тины, мм.

Повышение резонансной частоты f 0 связано с необходимостью уменьшения этого размера, что неизбежно влечет за собою снижение механической прочности пластины. Во избежание ее раз­рушения она должна быть не тоньше 0,3 мм, что соответствует резонансной частоте 10 МГц. Этим обстоятельством частично объясняется необходимость применения умножителей в радиоча­стотных трактах передатчиков декаметровых волн.

Использование кварца в радиотехнических устройствах воз­можно благодаря наличию у него пьезоэлектрического эффекта: любая механическая деформация пластины вызывает появления электрических зарядов на ее противоположных гранях и наобо­рот. Резонансные свойства кварцевой пластины и явление обра­тимого пьезоэффекта дают возможность представить ее в виде некоторой эквивалентной электрической схемы, показанной на рисунке 4.3 а.

Рисунок 4.3 Эквивалентная схема (а) и частотная характеристика (б) квар­цевого резонатора

В ней собственно пластина заменена последовательным резонансным контуром с эквивалентными электрическими пара­метрами L кв , С кв и r кв. Параллельно ему подключена емкость кварцедержателя и монтажа С 0 .

На рисунке 4.3 б показан характер изменения реактивного сопро­тивления такого контура в зависимости от частоты вынужденных колебаний ω. При малых значениях ω сопротивлением емкости С 0 можно пренебречь, так как оно велико и подключено параллель­но цепи L кв , С кв и r кв. Сопротивление последней в интервале ча­стот 0-ω пос носит емкостный характер.

На частоте ω пос возник­нет резонанс напряжений в последовательном контуре. При даль­нейшем увеличении ω эквивалентное сопротивление последователь­ной ветви будет иметь индуктивный характер и возрастать по величине.

Кварцевый резонатор используется в автогенераторах двояко: либо как некоторая высокоэталонная эквивалентная индуктив­ность в интервале частот ω пос -ω пар , либо как узкополосный фильтр на частоте ω пос , включаемый в цепь обратной связи.

Генератор с внешним возбуждением (ГВВ)

Обобщённая структурная схема радиопередатчика. Классификация радиопередатчиков

Определяющей функцией радиопередающего устройства является создание электромагнитных колебаний, подвергнутых модуляции (манипуляции). Так, при ручной телеграфной радиосвязи электромагнитные колебания должны изменяться согласно нажатию и. ключа (или клавиш датчика пода Морзе), при телефонной радиосвязи ‒ в соответствии с колебаниями, создаваемыми микрофоном, и для буквопечатающей радиосвязи ‒ в соответствии с работой передающего телеграфного аппарата.

Радиопередающее устройство включает: преобразователь сообщения в первичный электрический сигнал (передающую часть оконечной аппаратуры), радиопередатчик и антенно-фидерную систему.

Передающая часть оконечной аппаратуры преобразует сообщение в первичный электрический сигнал. Эти устройства (микрофон, телефонный аппарат, телеграфный ключ, телеграфный аппарат и т.д.).

Антенно-фидерная система обеспечивает передачу сформированных в радиопередатчике сигналов в антенну, а последняя излучает эти сигналы в окружающее пространство. Антенны излучают электромагнитную энергию достаточно эффективно только в том случае, если размеры излучающей части антенны соизмеримы с длиной волны излучаемого колебания. Создать антенны, размеры которых превышали бы несколько сотен метров» с одной стороны, трудно, а для мобильных радиостанций и нецелесообразно. Поэтому для мобильных радиостанций широкое применение находят антенны с размерами, не превышающими сотен метров (чаще десятки и единицы метров). Для таких антенн частоты возбуждаемых колебаний обычно превышают сотки килогерц. Поскольку первичные электрические сигналы С (t ) обычно занимают сравнительно узкую полосу частот, примыкающую к началу частотной оси, то высокочастотные колебания, возбуждающие антенну, используются в качестве переносчика сообщения .

С этой целью один или несколько параметров высокочастотного, несущего колебания необходимо изменять по закону сигнала С (t ). Этот процесс осуществляется при помощи специальных устройств ‒ модуляторов . Итак, несущее высокочастотное колебание должно отражать свойства передаваемого сообщения и с помощью антенны преобразовываться в электромагнитные волны, распространяющиеся в окружающей среде.

Следовательно, в каждой радиопередатчике, независимо от вида передаваемых сообщений, обязательно должно осуществляться три физических процесса, составляющих основу его работы:

Создание (генерирование) колебаний несущей радиочастоты гармонического характера;

Управление (модуляция) несущими колебаниями для изменения их параметров по закону первичного электрического сигнала С(t ) ;

Усиление полученные в процессе модуляции высокочастотных колебаний и преобразование их в электромагнитные волны (радиоволны).

Реальная структура схемы передатчика определяется его целевым назначением и предъявленными к нему требованиями. Последние формулируются на основании требований к радиостанции в целом. Обобщённая структурная схема передатчика включает следующие основные элементы (рис. 1).

Рис. 1 Обобщенная структурная схема передатчика

Возбудитель является источником несущих колебаний. В нём же осуществляется процесс модуляции, т.е. формируются все виды сигналов кроме импульсных и амплитудно-модулированных.

Импульсные и амплитудно-модулированные сигналы обычно формируются в выходных каскадах. В современных военных передатчиках амплитудно-модулированные сигналы вообще не формируются, вместо ниx формируются однополосные сигналы с неподавленной несущей.

С целью частичной компенсации остаточного затухания на трассе радиосвязи колебания возбудителя обычно усиливаются до получения требуемой мощности, подводимой к передающей антенне. Эта функция передатчика реализуется в тракте усиления . В этом тракте особое внимание уделяется последнему каскаду, который обеспечивает заданную величину выходной мощности передатчики. Все каскады, включённые между возбудителем и выходным каскадом, называются каскадами предварительного усиления.

Наилучшие условия для передачи выходной мощности от оконечного каскада в антенну создаются благодаря включению в схему так называемого устройства согласования (согласующего антенного устройства). Необходимость этого устройства диктуется недостаточной приспособленностью электрических параметров антенны, главным образом — её входного сопротивления, к электрической схеме выходного каскада.

Заданная мощность радиосигналов в передатчиках обеспечивается за счёт энергии источников электропитания, первичного и вторичного.

В зависимости от целевого предназначения все радиопередающие устройства классифицируются на вещательные, связные, радиолокационные и др. Классификация связных передатчиков приведена на рис.2. Приведенная классификация ‒ не исчерпывающая, поскольку не охватывает все отличительные признаки передатчиков (радиостанций).

Рис. 2 Классификация связных передатчиков

Требования, предъявляемые к радиопередатчикам

Для успешной разработки любого радиопередающего устройства необходимо правильно обосновать и строго сформулировать технические требования к нему. Если требования сформулированы неполно, то разработанное устройство не будет исчерпывающе отвечать своему предназначению. И наоборот, излишне жёсткие требования приводят к нежелательным дополнительный затруднениям при разработке, удлиняют сроки разработки, делают устройство трудоёмким в производстве и регулировке, менее надёжным в эксплуатации и т.д.

Все предъявляемые требования можно разделить на две группы: требования к электрическим характеристикам и требования общего характера.

Рассмотрим вначале некоторые требования к электрическим характеристикам.

1. Мощность

Наиболее важным параметром передатчика, определяющим дальность действия и надёжность радиосвязи, является выходная мощность передатчика. Именно поэтому названная характеристика включается в характеристику радиостанции в целом. Необходимая величина мощности передатчика определяется из энергетического расчёта линии радиосвязи с учётом её затухания, чувствительности радиоприёмника, класса излучений и условий приёма, в частности, помеховой обстановки, возможностей применения тех или иных антенн и направленных свойств применяемых антенн.

В отдельных случаях под мощностью передатчика понимается наибольшая колебательная мощность, получаемая от лампы (транзистора) выходного каскада. В последнем случае эта мощность может не совпадать с подводимой к антенне мощностью, например, из-за потерь в согласующем устройстве.

По величине мощности передатчики классифицируются согласно табл. 1.

Таблица 1

Классификация Мощности передатчиков
связных, мобильных вещательных, стационарных
Малой 1 группамощности Р ≤ 1Вт
1 Вт < Р≤ 10 Вт
10 Вт<Р≤100 Вт
Средней мощности 100 Вт<Р≤ 1 кВт 100 Вт < Р ≤ 10 кВт
Мощные – 10 кВт < Р ≤ 1000 кВт
Большой мощности Р >1 кВт –
Сверхмощные – Р > 1000 кВт

2. Диапазон рабочих частот

Диапазон рабочих частот f мин. — f макс. , выделяемых для передатчика, определяется условиями организации радиосвязи, её дальностью, реальной занятостью некоторых участков радиочастотного спектра специальными службами (вещанием, телевидением, радионавигацией и пр.), эффективностью антенных устройств и их габаритами, шириной полосы частот радиосигнала, требуемым количеством рабочих частот и т.д.

Требование перекрытия широкого диапазона частот существенно усложняет конструкцию передатчика. Несмотря на это в последние годы наметилась тенденция построения широкодиапазонных радиопередатчиков декаметрового и метрового диапазонов с коэффициентом перекрытия по частоте:

Значение этого коэффициента должно быть до 20 и более.

Величина К f в зависимости от целевого предназначения передатчика может быть и небольшой, порядка 1,1-2, например, для радиорелейных, тропосферных и спутниковых передатчиков, портативных радиостанций. Возможны передатчики всего на несколько частот. Весь интервал f мин. — f макс может перекрываться плавно, при этом передатчик может быть настроен на любую (даже пробную) частоту или дискретно с шагом дискретности Δf с. В последнем случае частоты фиксированы. Количество фиксированных частот определяется выражением:

Величина Δf с может быть 10, 5, 2, I, иногда 0,1 и даже 0,01 кГц в декаметровом диапазоне частот. В метровом диапазоне возможный набор величин Δf с состоит из 200, 100, 75, 50, 25, 1 кГц. В дециметровом и сантиметровом диапазонах величина Δf с может достигать единиц мегагерц.

3. Стабильность частоты

Хотя в настоящее время точное число работающих на земном шаре передатчиков (включая военные) неизвестно, ориентировочное количество их исчисляется миллионами. В связи с ограниченностью радиочастотных диапазонов каждая радиостанция должна излучать спектр минимально необходимой ширины, определяемой характером передаваемого сообщения. Кроме того, для уменьшения взаимных помех следует поддерживать выделенную рабочую частоту излучаемых колебаний с высокой степенью точности и постоянством.

Нестабильность частоты выходных колебаний передатчика полностью определяется нестабильностью частоты возбудителя.

Высокая стабильность частоты излучаемых колебаний диктуется также требованиями беспоискового вхождения в связь и бесподстроечного ведения связи. Наиболее жёсткие требования по стабильности частоты предъявляются к однополосным передатчикам и передатчикам с возможностью многоканальной работы. Наиболее сложно решаются задачи стабилизации частоты в передатчиках с большой величиной K f . и на высоких частотах.

Отклонение частоты колебаний на выходе радиопередатчика f H за определённый промежуток времени относительно установленной частоты (номинального значения f ном. ) называется абсолютной нестабильностью частоты радиопередатчика:

Δf =f н –f ном.

Поскольку радиостанции работают на самых различных частотах, то требования к стабильности частоты выражают в относительных единицах:

Эту величину называют относительной нестабильностью частоты.

Реализация требований по стабильности частоты усложняется по мере того, как эти требования становятся все более строгими. В связи с этим они представляют собой компромисс между желаемым и реализуемым на данном этапе развития техники или экономически оправданным. Эти требования всегда конкретизируются применительно к определённым категориям радиостанций. Они всегда более жёсткие для казенных стационарных устройств и ослабляются при переходе к массовой аппаратуре, к подвижным радиостанциям, работающим в тяжёлых условиях эксплуатации.

Высокие требования, предъявляемый к стабильности частоты передатчиков, определяются необходимостью обеспечения беспоисковой и бесподстроечной связи. При этом упрощаются действия оператора по управлению радиостанцией, а весь спектр полезного излучаемого колебания должен полностью попасть в полосу пропускания основной избирательности приёмника корреспондента.


Рис. 3 Обеспечение необходимой полосы пропускания приемника

В свою очередь необходимую полосу пропускания приемника корреспондента стремятся сделать как можно уже с целью уменьшения уровня шумов и помех при радиоприёме. Минимальная ширина полосы пропускания приёмника не может быть меньше величины:

ΔF сигн. +Δf п ep . ,

где ΔF сигн. ‒ занимаемая радиосигналом полоса частот;

Δf п ep . ‒ максимально возможное отклонение частоты радиопередатчика, связанное с её неточностью.

Полосу ΔF сигн. можно считать полезно используемой полосой, внутри которой содержится основная часть мощности передатчика (часто 98…99%). Величина Δf п ep . (рис.2.3) представляет собой бесполезное расширение полосы частот приемника, за счёт которой возрастает уровень, помех. Следовательно, уменьшение Δf п ep . эквивалентно выигрышу по мощности передатчика. Этот выигрыш тем больше, чем ярче выражено неравенство ΔF сигн. >>Δf п ep . Это условие показывает, что требования к стабильности частоты повышаются при применении узкополосных видов радиосигналов, когда ΔF сигн. ‒ мала, и понижаются при использовании широкополосных видов передачи.

Кроме этого, повышенные требования к стабильности частоты иногда связывают с другими факторами, например, искажениями принятой информации за счёт асинхронизма несущего колебания при однополосной радиопередаче.

Поэтому главнейшим требованием к задающему генератору (возбудителю) является высокая точность и постоянство частоты генерируемых колебаний.

4. Коэффициент полезного действия (КПД)

КПД передатчика определяется как отношение выходной мощности передатчика Р А ко всей потребляемой передатчиком мощности Р потр. :

Этa величина, в зависимости от мощности передатчика и его сложности (а также элементной базы), может изменяться от единиц процентов до нескольких десятков процентов. Так, для 200-ваттных передатчиков η =20-30%, для 30-50-киловаттных передатчиков декаметрового диапазона η =40-50%.

На рис.4 показано примерное распределение всей потребляемой мощности Р потр

Рис.4 Примерное распределение всей потребляемой мощности Р потр

Величины Р А и η заметно влияют на мощность (или емкость) первичных источников электропитания. В этом отношении особенно актуально повышение КПД передатчиков портативных и носимых радиостанций, поскольку энергоёмкость источников питания жёстко ограничена массой и габаритами радиостанций. Повышение КПД важно в любом передатчике еще потому, что при заданной потребляемой мощности уменьшаются потери внутри передатчика в виде тепла. В связи этим облегчается тепловой режим (что особенно важно для транзисторных передатчиков), упрощается система охлаждения, что позволяет уменьшить габариты и массу передатчика и благоприятно сказывается на улучшении эксплуатационных характеристик.

5. Неосновные излучения

При ведении радиосвязи на выходе радиопередающего устройства должны иметь место только основные излучения , т.е. излучения в необходимой полосе частот.

Необходимая полоса частот ‒ это минимальная полоса частот сигнала, достаточная при данном классе излучения для передачи сообщения в системе с требуемой скоростью и качеством.

К сожалению, в силу несовершенства радиопередатчика, последний является источником неосновные излучений , спектр которых находится за пределами необходимой полосы частот. Следовательно, на частотах этих излучений передатчик будет выступать источником помех. В условиях прогрессирующего роста количества одновременно работающих радиоэлектронных средств различного назначения вполне естественной выглядит потребность борьбы с неосновными излучениями, в частности, путём нормирования уровня этих излучений.

Все неосновные излучения условно разделяются на побочные и внеполосные (рис.5).

Внеполосные излучения передатчика ‒ это класс неосновных излучений в полосах частот, примыкающих к необходимой полосе излучения, возникающих в процессе модуляции шумами или первичным сигналом.


Рис.5 Неосновные излучения

Побочные излучения обусловлены нелинейными процессами, возникающими при протекании высокочастотных токов через нелинейные элементы электрической схемы передатчика. Как правило, их возникновение не связано с процессом модуляции.

В силу специфики возникновения побочных излучений они разделяются на:

Излучения на гармониках (частотах, кратных частоте основного излучения);

Излучения на субгармониках (частотах, значения которых в целое число раз меньше частоты основного излучения), характерных для передатчиков, в которых частоты основного излучения получены путём умножения более низких частот;

-комбинационные излучения, характерные для передатчиков с
так называемой диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты возбудителя;

-интермодуляционные излучения, возникающие в тех случаях, когда выходные колебания одного передатчика попадают (в силу наличия функциональной или конструктивной связи между одновременно работающими передатчиками) в выходной каскад другого, при этом на имеющихся в выходных каскадах нелинейных элементах создаются колебания с частотами, отличающимися от частот основных излучений работающих передатчиков.

6. Классы излучаемых сигналов

Применение того или иного класса излучения определяется помехозащищенностью системы радиосвязи с данным видом модуляции, а также целевым предназначением передатчика (радиостанции). В частности, проектируемая радиостанция должна обеспечивать возможность работы с радиостанциями предыдущих разработок.

Связные маломощные передатчики чаще всего работают одним, двумя, реже – тремя видами излучаемых сигналов. Радиопередатчики средней и большой мощности, как правило, универсальны по видам излучений: они обладают большим набором как телефонных, так и телеграфных видов сигналов.

Каждому классу излучений присуща своя полоса радиочастот. Согласно рекомендациям МККР занимаемая ширина полосы излучений – это полоса частот, за нижним и верхним пределами которой средние излучаемые мощности составляет каждая по 0,5% всей средней мощности излучения данного передатчика.

МККР ‒ Международный Консультативный комитет по радиосвязи, один из постоянных органов Международного союза электросвязи (МСЭ), специализированного агентства ООН

Если основное излучение в пределах необходимой полосы частот содержит 99%, а внеполосные излучения – 1% всей средней мощности излучения передатчика, то ширина полосы излучения считается равной необходимой полосе частот. В этом случае речь идёт о совершенном излучении (рис.6,а). Чаще имеет место превышение ширины излучения над необходимей полосой (рис.6,б), т.е. передатчик имеет несовершенное излучение. Иногда за счёт снижения качества передаваемого сигнала удаётся реализовать излучение более узкое, чем совершенное (рис.6,в).

Рис.6 Занимаемая ширина полосы излучений

С целью лучшего использования спектра радиочастот и уменьшения внеполосных излучений MKКР рекомендует применять узкополосные сигналы, обеспечивающие минимально необходимую полосу излучений, в частности, максимально использовать однополосные сигналы и обеспечивать скругление фронтов телеграфных сигналов при телеграфной радиосвязи.

7. Требования общего характера

Обычно разработчику предоставляется свобода выбора конструкции передатчика. Оговариваются в технических условиях лишь условия размещения передатчика, в частности, вид транспортной базы (или стационарные условия), масса и габариты, климатические условия.

Вопрос о массе и габаритах особенно серьёзен при проектировании носимых радиопередатчиков и передатчиков, устанавливаемых на летательных аппаратах (самолётах, космических кораблях), бронеобъектах и т.п. В этих случаях обычно используются более простые схемные решения, применяются специальные материалы и конструкции, продумывается компактность монтажа с одновременным применением, в случае необходимости, мер принудительного охлаждения. Всё это должно делаться не за счёт понижения надёжности.

Требование надежности ‒ одно из важнейших всегда, а для мобильных передатчиков ‒ особенно. Его выполнение достигается, в частности:

Электрической и механической прочностью компонентов и всей конструкции;

Применением высококачественных материалов;

Недопустимостью тяжёлых режимов (недостаточный отвод тепла, работа электронных приборов с токами и напряжениями вблизи предельных величин и т.д.);

Упрощением схемы к конструкции.

Для подвижных и переносных передатчиков важное практическое значение имеет выполнение климатических и механических требований. Так, эти передатчики должны сохранять свою работоспособность в интервале температур от ‒40 до +50°С при относительной влажности до 98% и снижении атмосферного давления до 350 мм рт. ст. Независимость от климатических условий достигается герметизацией деталей, применением влагонепроницаемых уплотнений, материалов с малыми температурными коэффициентами, а также термокомпенсации. Для этих передатчиков чрезвычайно суровыми являются механические требования, удовлетворение которых обеспечивает надёжную работу в условиях вибраций и тряски.

Для стационарных передатчиков упомянутые требования обычно значительно ослаблены.

В показатель надёжности входит и ремонтопригодность, В случае необходимости должна быть предусмотрена система резервирования.

В связи с усложнением аппаратуры более строгими становятся эргономические требования к передатчикам. К ним, в частности, относятся:

Количество органов управления, необходимых оператору для выполнения перечисленных операций;

Наличие и простота встроенной системы контроля работоспособности (исправности);

Время готовности к работе после включения питания;

Время перехода (перестройки) с одной частоты на другую;

Время перехода с телефонной работы на телеграфную (и наоборот) и т.д.

Так, длительная перестройка недопустима для передатчиков, в которых по условиям эксплуатации приходится часто сменять рабочие частоты, например, в случае работы в так называемых адаптивных системах радиосвязи.

Адаптивная система автоматически приспосабливается к изменяющимся условиям связи, например, быстро переходит на новую рабочую частоту при поражении предыдущей частоты помехой (адаптация по частоте).

Перечисленные требования в значительной мере удовлетворяются применением систем автоматики. В связи с этим усложняется схема и более актуальным становится показатель надежности передатчика.

С эргономическими требованиями тесно связаны требования обеспечения безопасности обслуживающего персонала, операторов. Чем мощнее передатчик, тем более высокие градации питающих напряжений в нём используются. Они достигают нескольких десятков киловольт и представляют серьезную опасность для человека. Поэтому все детали и провода передатчика располагаются внутри шкафов (блоков), металлические экраны (кожухи) которых должны иметь надежное заземление (в наземных передатчиках) или соединение с корпусом корабля и самолёта (в корабельных и самолётных передатчиках). В передатчиках с напряжениями выше 300 В технические условия требуют применения двух независимых друг от друга блокировок ‒ электрической и механической.

Так, при открывании двери (вынимании блоков) автоматически должны отключаться высокие напряжения; доступ к мощным выпрямителям воз ножен лишь после разряда фильтровых конденсаторов на корпус и т.п. Во многих случаях применяется дополнительная сигнализация, специальные надписи и пр. Чем мощнее передатчик, тем разветвленнее его система управления, блокировки и сигнализации (УБС).