Lucrarea nr. 10

STUDIUL UNUI SISTEM DE EMISIERECEPTIE PORTABIL IN BANDA DE

VHF/FM1. Obiective

Se studiaza functionarea unui tranceiver si transverter portabil ce opereazain banda UHF cu modulatie in frecventa.

2. Introducere teoretica

Modelul TE-150 este un tranceiver portabil in banda UHF/FM si anumedestinat sa lucreze in domeniul 430-446 MHz. Constructiv este dotat cu unreceptor, un emitator, un sintetitizator de frecventa, unitate de control logic,display. Lucreaza pe trei benzi diferite si anume:

PMR – 446 MHz 8 canale (12,5 KHz/canal)

KDR – 444 MHz 6 canale (12,5 KHz/canal)

LPD – 433-434 MHz 69 canale (25 KHz/canal)

Are posibilitate de scanare si detectare automata a purtatoarei de radiofrecventa si identificare a frecventei libere. Acest model are o putere redusa(100 mW), suprafata acoperita este de circa 2 Km.

2. Consideratii teoretice

2.1 Schema bloc

Receptorul este o superdina cu o prima frecventa intermediara (IF fig. 1) de45,05 MHz si o a doua de 455KHz. Semnalele care sosesc de la antena semixeaza cu semnalul provenit de la oscilatorul local PLL pentru obtinereaprimei frecvente intermediare fi1=45,05 MHz. Acest semnal este mixat cu aldoilea oscilator local pe frecventa de 45,505 MHz obtinindu-se fi2=455KHz.Acest semnal este in final detectat pentru a furniza semnalul demodulat.Purtatoarea emisa este este generata de un sintetizor de frecventa cu bucla PLLsi modulata de semnalul furnizat de catre amplificatorul de microfon; semnalulrezultat fiind amplificat si trimis la antena.

Fig. 1 Schema bloc

2.2 Sistemul de receptie

Semnalul de la antena se aplica unui amplificator RF (RF AMP.) dupa ce atrecut printr-un comutator de emisie/receptie (ANT. SW.). Dupa ce semnaluleste amplificat este filtrat de catre un filtru trece banda (cu banda reglabila),pentru a elimina semnalele nedorite, inainte de a ajunge la primul mixer.

Semnalul provenit de la amplificatorul de RF este heterodinat cu semnalulfurnizat de oscilatorul local, ce provine de la circuitul sintetizator de frecventaPLL in primul mixer pentru a obtine prima frecventa intermediara de 45,05MHz (first IF). Acest semnal trece prin doua filtre monolitice cu cristal ( MCF :XF1) pentru a indeparta produsele de intermodulatie. Caracteristica filtruluiXF1 (tabelata) se poate vedea in fig. 2.

Fig. 2 Caracteristicile filtrului XF1

2.3 Amplificatorul de frecventa intermediara

Primul semnal IF1 este amplificat si apoi este mixat din nou cu un al doileasemnal de la oscilatorul local din IC2 (fig. 3) pentru a ob]ine a doua frecventaintermediara IF2 de 455KHz. Acest semnal este trecut printr-un filtru ceramicde 455KHz, pentru eliminarea semnalelor nedorite. Inainte, este amplificat sidetectat FM de acelasi circuit IC2. Utilizarea filtrelor ceramice este foarteavantajoasa, ea reducind in mod considerabil dimensiunea circuitului (aceastafiind critica in acest caz). Un alt mare avantaj este caracteristica aproape idealaa acestora, dupa cum se poate vedea in tabelul de mai jos. Dezavantajul majoral filtrelor ceramice ramine insa atenuarea relativ mare in banda de trecere.

Subiectul Domeniu

Frecventa centrala nominala 455KHz

Latimea de banda la 6dB [-7,5KHz,7,5KHz]

Subiectul Domeniul

Frecventa centrala nominala 45,05 MHz

Latimea benzii de trecere [-7,5KHz,7,5KHz] la 3dB

Atenuare in banda [-22KHz,22KHz] sau mai putin la2,5dB

Riplu (variatia amplitudinii in banda de trecere) 1dB sau mai putin

Pierderile de insertie 4dB sau mai putin

Impedanta de iesire 800 ohmi la 2pF

Atenuarea totala 80dB sau mai mult

Latimea de banda la 40dB [-15KHz,+15KHz]

Riplu 2,0dB sau mai pu]in la 455KHz

Atenuarea totala 25dB sau mai mult intr-o banda de [-100,100]KHz

Pierderea de insertie 6dB sau mai putin

Impedanta de iesire 1,5Kohmi

Fig. 3 Filtrul ceramic CF 1,2 : tip L72-0906-05

2.4 Moduri de lucru

• Modul de lucru repetor

In acest mod de lucru un transceiver va emite pe o frecventa cu 0,6 MHz maimica decit frecventa pe care receptioneaza. Legatura se va realiza in acest cazprintr-un repetor ce receptioneaza pe frecventa de emisie a transceiver-ului daremite cu 0,6 MHz mai sus in frecventa. Prin intermediul repetorului distantacreste considerabil. Repetorul trebuie in acest caz sa-si faca simtita prezentaprin transmiterea unui identificator.

• Butonul muting

Acest acest buton invalideaza amplificatorul audio si cel de microfon. Display-ul ramine insa functional.

• Modul SQ

Acest mod impune un prag de deschidere al lantului audio. Daca nu existasemnal in antena se va auzi un zgomot neplacut. Acest zgomot este suprimat destatie receptia devenind activa numai in cazul aparitiei unui semnal RF. ModulSQ ofera accesul la reglarea nivelului de deschidere, nivel care poate fi mai mic(caz in care statia este mai sensibila).

• Modul SCAN

Evidentiaza avantajul sintezei de frecventa care cauta in mod continuu emisiuniradio in toata banda. In momentul aparitiei unei purtatoare de radiofrecventaaceasta este identificata in mai putin de o secunda. Acest mod este util atunci

cind nu stim pe ce frecventa va emite statia corespondenta. Are insadezavantajul ca devine inoperant in momentul activarii receptiei datorita bucleiPLL ce se caleaza pe o anumita frecventa.

2.5 Benzi de frecventa

Benzile de frecventa sunt alocate de IGCTI – Inspectoratul General alComunicatiilor si Tehnologia Informatiei ( vezi la adresa: http://www.igcti.ro ).Aceste benzi se impart pe tipuri de servicii, cum ar fi: serviciul GSM, serviciulde radiodifuziune AM, FM sau serviciul de radioamator. Atributiile sale suntstrict delimitate de legislatia in vigoare la:

Monitorizarea spectrului de frecvente

IGCTI administreaza spectrul de frecvente radioelectrice si aloca freventeleradio in benzile cu atribuire neguvernamentala, prevazute in Tabelul Nationalde Atribuire a Benzilor de Frecvente (TNABF). In acest domeniu, investigheazacazurile de interferente a freventelor si identifica emsiile neautorizate.

Ce inseamna monitorizarea spectrului?

Monitorizarea determina in ce mod si de catre cine este utilizat un canal sau ofreventa radio electrica. Un serviciu de monitorizare a frecventelorradioelectrice asigura asistenta in cazul transmisiilor speciale cum ar fievenimente sportive importante sau vizite oficiale, elaboreaza studii tehniceprivind alocarea spectrului de frecvente. De exemplu, la vizitele oficiale saumanifestarile sportive, culturale sunt utilizate un numar foarte mare deechipamente radio. Deseori, utilizatorii nu stiu ca trebuie sa foloseasca oanumita frecventa radio sau ca nu pot folosi aceasi frecventa in orice zona.Monitorizarea spectrului previne interferenta cu alte frecvente radio.

Care este scopul monitorizarii spectrului radioelectric?

rezolvam perturbatiile in spectrul radioelectric, indiferent daca acestea semanifesta la nivel local, regional sau global, astfel incat sa eliminamperturbatiile aparute intre statii indiferent daca acestea apartin aceluiasi serviciusau apartin unor servicii diferite pentru gestionarea eficienta a spectrului furnizam date valoroase privind

utilizarea efectiva a spectrului de frecvente radioelectrice (de exemplu gradulde ocupare a canalelor radioelectrice sau identificarea benzilor de frecventeaglomerate), verificam caracteristicile tehnice si operationale ale semnalelortransmise, depistam si identificam emitatoarele ilegale.

Piratii aerului sunt identificati si localizati cu ajutorul statiilor de monitorizare,fixe sau mobile. IGCTI dispune de 24 statii fixe de monitorizare in toata tara, in

Extrasde pesite-ulIGCTI

Bucuresti sunt trei statii (spitalul Bagdasar, Fundeni si statia din PrelungireaGhencea) si 33 de statii transportabile (cvasifixe) si mobile de monitorizare.Statiile de monitorizare identifica si localizeaza emisiile radio si masoaraprincipalele lor caracteristici.

Principalele masuratori pe care o statie de monitorizare le face sunt:

stabilitatea frecventei purtatoare nivelul de camp receptionat largimea de banda utilizata gradul de ocupare a spectrului

Un echipament al unei statii de monitorizare cuprinde:

antene omnidirectionale, directionale receptoare echipamente de comunicatii computer, GPS echipamente de inregistrare a parametrilor masurati

3. Aparatura utilizata

1. Doua transceivere TE-150

2. Microvolmetru selectiv

3. Emitator 430-450 MHz 10W

4. Emitator 144-145 MHz 25W

5. Antene YAGI

6. Transverter 144/432 MHz

7. Sistem radiopacket ECHOLINK (http://www.echolink.org/tour.htm )

4. Desfasurarea lucarii

4.1 Simularea unui repetor in SystemView1. Se porneste mediul de simulare a sistemelor de comunicatii SystemView :

Start/Programs/SystemView by Elanix.

2. Va apare interfata programului orice fereastra de dialog va fi inchisa cu Close.Aici se vor plasa modulele functionale care in SystemView se numesc Token.Fiecare modul este indexat pentru identificare.

3. Se apasa pe butonul define system time pentru a se seta frecventa deesantionare Sample Rate si numarul de esantioane No. of Sample. Apoi OK.

4. Se definesc defineste semnalul modulator.

- Sursa

- Library

- Swept Freuency

- Parameters – OK - OK

5. Purtatoarea de RF

- Library – Sinusoid – Parameters

- OK - OK

6. Modulatorul AM – Se plaseaza modulele de mai jos apoi se fac legaturile intre eletinind butonul din stinga mouse-ului apasat.

- OK

- OK

- OK

7. Verificarea semnalului prin rulare si vizualizare.

- - OK

- rulare vizualizare refresh .

8. Se definesc inca doua surse RF exact ca la pasul 7 dar Cu frecvente purtatoarediferite de 40 respectiv 50 KHz.

apoi se adauga canalul cu zgomot Gaussian

Token 17:

Parameters:

Std. Deviation: 0 (la inceput nu vom avea zgomot pe canal). OK - OK

Token 16:Analysis – Custom Sink Name: RF channel - OK

9. Se adauga amplificatorul de RF si un mixer aditiv cu caracteristica cubica.

Token 18:

-OK - OK

Token 20: Sinusoid

-OK - OK

Token 21: Polynomial

-OK-OK

Caracteristica mixerului va fi una cubica: 0,01x^3+0,4x^2+0,5x+1 unde x este sumacelor doua semnale de intrare.

Se amplaseaza un osciloscop pentru vizualizarea semnalului de la iesirea mixerului

- Name: mix_out

10. Se plaseaza amplificatorul de frecventa intermediara.

- seplaseaza Token-urile 23, 24, 25,26 si 27 facindu-selegaturile.

- se defineste filtrul trece banda

- Library –Filters – Linear Sys Filters – Parameters - Analog

-

- Chebyshev – OK – OK – OK

- Token 24 se defineste ca Token 18 dar cistigul va fi de 30 dB.

- Token 26 ca Token 17 cu o deviatie standard 0 V (fara zgomot deocamdata).

11. Se implementeaza demodulatorul MA

- dioda de detectie

Token 28 – Half Rctfy

-OK-OK

Token 29 -

Token 30 – amplificator 15 dB

Token 31 – osciloscop – Name: audio_out

12. Run Simulation :

13. Vizualizare:

5. Intrebari1. De ce este folosita modulatia in frecventa si nu cea in amplitudine in cazulechipamentelor de emisie-receptie portabile.

2. Cit este frecventa intermediara dar frecventa imagine?

3. Ce rol are modul SQ?

4. La ce foloseste scanarea automata?

Bibliografie

Nicolae Marinescu , Radioreceptoare cu circuite integrate, Edituratehnica Bucuresti 1985

Radioclubul Judetean Cluj - http://yo5kai.rdscj.ro/

IGCTI - http://www.igcti.ro