{"id":175,"topic":"Теория радиосистем (передатчики, приемники, антенны и распространение радиоволн)","categories":[1,2,3,4],"question_text":"На функциональной схеме изображён FM-передатчик. Чем является блок, обозначенный цифрой 1?","options":[{"key":"a","text":"Микрофонным усилителем."},{"key":"b","text":"Задающим генератором."},{"key":"c","text":"Усилителем мощности."},{"key":"d","text":"Модулятором."}],"correct_key":"b","explanation_md":"### Почему ответ **b) Задающим генератором** правильный\n\n**Функциональная схема FM-передатчика** (см. рисунок в вопросе):\n\n```\n┌────────┐   ┌─────────────┐   ┌───────────┐   ┌────────────┐\n│ Блок 1 │──▶│   Блок 2    │──▶│  Блок 3   │──▶│  Блок 4    │──▶ Антенна\n│  VFO   │   │ Модулятор   │   │Микрофонный│   │ Усилитель  │\n│Задающий│   │   (FM)      │   │усилитель  │   │  мощности  │\n│генера- │   │  ⬆───────┐  │   │  (MIC AMP)│   │    (PA)    │\n│  тор   │   │  │ Варикап│  │   │           │   │            │\n└────────┘   └──┴────────┴──┘   └───────────┘   └────────────┘\n  ⬇ ВЧ                ⬆ НЧ\n  145.000 МГц       300-3000 Гц\n```\n\n**Блок 1 — Задающий генератор (VFO — Variable Frequency Oscillator)** выполняет функцию:\n\n**1. Генерация стабильной несущей частоты:**\n```\nVFO создаёт опорный ВЧ-сигнал для всего передатчика:\n\n┌────────────────────────────────────────┐\n│ VFO (Задающий генератор)               │\n│                                        │\n│ Выход: f = 145.000 МГц (например)      │\n│        Стабильность: ±1 Гц (±0.0007%)  │\n│        Мощность: 1-10 мВт              │\n│        Форма: синусоида (чистый тон)   │\n└────────────────────────────────────────┘\n\nЭта частота затем модулируется звуком в блоке 2 (модулятор)\n```\n\n**2. Обеспечение точной настройки частоты:**\n```\nРегулировка частоты передачи:\n\n[Ручка VFO] или [Кнопки UP/DOWN]\n        ⬇\n   Изменение N (коэффициент деления PLL)\n        ⬇\nf_out = f_ref × N / M\n\nПример:\nf_ref = 10.000 МГц (опорный кварц)\nN = 14500, M = 1000\nf_out = 10 МГц × 14500 / 1000 = 145.000 МГц ✅\n\nШаг перестройки: обычно 5 кГц, 6.25 кГц, 12.5 кГц, 25 кГц\n```\n\n**Современная реализация VFO через PLL-синтезатор:**\n```\n┌─────────────────────────────────────────────────┐\n│ Блок 1: VFO на основе PLL (Phase-Locked Loop)  │\n│                                                 │\n│  ┌──────────┐       ┌──────────────┐           │\n│  │ Опорный  │       │   Делитель   │           │\n│  │  кварц   │──────▶│   ÷ M        │───┐       │\n│  │10.000 МГц│       └──────────────┘   │       │\n│  └──────────┘                           │       │\n│                      ┌──────────────┐   │       │\n│                      │   Фазовый    │◀──┤       │\n│                      │   детектор   │◀──┐       │\n│                      └──────┬───────┘   │       │\n│                             │            │       │\n│                      ┌──────▼───────┐   │       │\n│                      │ Петлевой     │   │       │\n│                      │ фильтр (ФНЧ) │   │       │\n│                      └──────┬───────┘   │       │\n│                             │            │       │\n│   Выход           ┌─────────▼────────┐  │       │\n│ 145.000 МГц ◀─────│ VCO (Управляемый │  │       │\n│                   │   генератор)     │  │       │\n│                   │ 130-170 МГц      │  │       │\n│                   └──────────┬───────┘  │       │\n│                              │           │       │\n│                      ┌───────▼────────┐  │       │\n│                      │  Делитель ÷ N  │──┘       │\n│                      │ (программир.)  │          │\n│                      └────────────────┘          │\n│                            ⬆                     │\n│                      От микроконтроллера         │\n│                      (установка частоты)         │\n└─────────────────────────────────────────────────┘\n\nПринцип работы:\n1. Опорный кварц генерирует стабильные 10 МГц\n2. VCO создаёт 145 МГц (нужная частота)\n3. Делитель ÷N понижает 145 МГц до 10 МГц\n4. Фазовый детектор сравнивает фазы\n5. Петлевой фильтр корректирует VCO\n6. Частота стабилизируется на 145.000 МГц ±1 Гц\n```\n\n**3. Стабильность частоты (критично для радиосвязи):**\n```\nТребования к стабильности VFO:\n\n┌─────────────┬────────────────┬─────────────────┐\n│ Диапазон    │ Допуск частоты │ Стабильность    │\n├─────────────┼────────────────┼─────────────────┤\n│ HF (1-30МГц)│ ±10 Гц         │ ±0.0003%        │\n│ VHF(144МГц) │ ±100 Гц        │ ±0.0007%        │\n│ UHF(430МГц) │ ±500 Гц        │ ±0.001%         │\n└─────────────┴────────────────┴─────────────────┘\n\nПричины дрейфа частоты:\n├─ Изменение температуры кварца (±25°C → ±20 Гц)\n├─ Старение кварца (±1 Гц/год)\n├─ Изменение напряжения питания (±0.5V → ±5 Гц)\n└─ Механическая вибрация (в мобильных условиях)\n\nРешения:\n├─ TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator)\n│  └─ Термокомпенсация: стабильность ±0.5 ppm\n└─ OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator)\n   └─ Термостатирование: стабильность ±0.05 ppm\n```\n\n### Почему другие варианты неверны\n\n**a) Микрофонным усилителем**\n```\n❌ Микрофонный усилитель — это БЛОК 3 (в другой позиции на схеме)\n\nМикрофонный усилитель обрабатывает ЗВУКОВОЙ сигнал:\n\n┌────────────────────────────────────┐\n│ Микрофонный усилитель              │\n│                                    │\n│ Вход: микрофон 1-20 мВ             │\n│       Частота: 300-3000 Гц (НЧ!)   │\n│       ⬇                            │\n│ [Усиление ×200]                    │\n│       ⬇                            │\n│ Выход: 0.5-1.0 В к модулятору      │\n└────────────────────────────────────┘\n\n⚠️ Микрофонный усилитель работает на НИЗКИХ частотах (кГц),\n   а VFO генерирует ВЫСОКИЕ частоты (МГц)\n\n⚠️ Микрофонный усилитель УСИЛИВАЕТ входной сигнал,\n   а VFO СОЗДАЁТ сигнал \"из ничего\" (генератор)\n```\n\n**c) Усилителем мощности**\n```\n❌ Усилитель мощности (PA) — это БЛОК 4 (последний в цепи)\n\nPA усиливает уже модулированный ВЧ-сигнал:\n\n┌────────────────────────────────────┐\n│ Усилитель мощности (PA)            │\n│                                    │\n│ Вход: ЧМ-сигнал от модулятора      │\n│       50-100 мВт, 145 МГц ±5 кГц   │\n│       (уже модулированный!)        │\n│       ⬇                            │\n│ [Усиление мощности ×500-1000]      │\n│       ⬇                            │\n│ Выход: 5-100 Вт в антенну          │\n└────────────────────────────────────┘\n\n⚠️ PA УСИЛИВАЕТ существующий сигнал,\n   а VFO ГЕНЕРИРУЕТ несущую частоту\n\n⚠️ PA — последний блок перед антенной,\n   а VFO — первый блок в ВЧ-тракте\n```\n\n**d) Модулятором**\n```\n❌ Модулятор — это БЛОК 2 (следующий после VFO)\n\nМодулятор ИЗМЕНЯЕТ частоту несущей от VFO:\n\n┌────────────────────────────────────┐\n│ Модулятор (FM)                     │\n│                                    │\n│ Вход 1: ВЧ несущая от VFO          │\n│         145.000 МГц (стабильная)   │\n│         ⬇                          │\n│ Вход 2: НЧ от микрофонного усил.   │\n│         0.5-1.0 В, 300-3000 Гц     │\n│         ⬇                          │\n│ [Варикап или PLL с модуляцией]     │\n│         ⬇                          │\n│ Выход: ЧМ-сигнал                   │\n│        145.000 МГц ±5 кГц          │\n│        (девиация пропорциональна   │\n│         амплитуде звука)           │\n└────────────────────────────────────┘\n\n⚠️ Модулятор ИСПОЛЬЗУЕТ несущую от VFO,\n   а VFO СОЗДАЁТ эту несущую\n\n⚠️ Модулятор идёт ПОСЛЕ VFO в функциональной схеме\n```\n\n### Практическое значение\n\n**Методы изменения частоты VFO в трансивере:**\n```\n1. Механическая ручка VFO (главный энкодер):\n   └─ Вращение → изменение N в PLL\n   └─ 1 щелчок = 1 шаг (обычно 5 кГц или 12.5 кГц)\n\n2. Кнопки UP/DOWN (микрофон или панель):\n   └─ Короткое нажатие: +1 шаг\n   └─ Длительное нажатие: быстрая перестройка\n\n3. Прямой ввод частоты с клавиатуры:\n   └─ [1][4][5].[0][7][5] → 145.075 МГц\n   └─ Проверка диапазона → загрузка в PLL\n\n4. Память каналов (Channel Mode):\n   └─ Заранее сохранённые частоты (M1-M100)\n   └─ Быстрое переключение между QRG\n```\n\n**Диагностика неисправностей VFO:**\n```\n┌─────────────────────┬────────────────────────────┐\n│ Симптом             │ Возможная причина          │\n├─────────────────────┼────────────────────────────┤\n│ Нет генерации       │ ├─ Неисправен опорный кварц│\n│ (частота = 0)       │ ├─ Сбой питания VCO        │\n│                     │ └─ Обрыв в PLL-цепи        │\n├─────────────────────┼────────────────────────────┤\n│ Дрейф частоты       │ ├─ Старение кварца          │\n│ (±100 Гц/час)       │ ├─ Плохой TCXO             │\n│                     │ └─ Изменение температуры   │\n├─────────────────────┼────────────────────────────┤\n│ Скачки частоты      │ ├─ Сбой в PLL (unlock)     │\n│ (нестабильность)    │ ├─ Плохой контакт энкодера │\n│                     │ └─ Помехи на линии данных  │\n├─────────────────────┼────────────────────────────┤\n│ Невозможно          │ ├─ Сбой микроконтроллера   │\n│ изменить частоту    │ ├─ Неисправен энкодер VFO  │\n│                     │ └─ Программная ошибка      │\n└─────────────────────┴────────────────────────────┘\n```\n\n**Проверка работы VFO с помощью частотомера:**\n```\nПроцедура измерения:\n\n1. Подключить частотомер к выходу VFO:\n   └─ Через отвод малой мощности (coupling loop)\n   └─ Или к гетеродинному выходу LO (если доступен)\n\n2. Установить частоту на дисплее: 145.000 МГц\n3. Считать показания частотомера:\n   └─ Ожидаемо: 145.000.000 МГц ±100 Гц\n   └─ Допустимо: 144.999.900 ... 145.000.100 МГц\n   └─ Плохо: отклонение > ±500 Гц\n\n4. Изменить частоту на +1 МГц (до 146.000 МГц)\n5. Проверить соответствие индикации и реальной частоты\n6. Повторить для разных частот диапазона\n\nИнструменты:\n├─ Частотомер (точность ±1 Гц): например, FC-3000\n├─ Спектроанализатор: для проверки чистоты спектра\n└─ Осциллограф: для контроля формы сигнала\n```\n\n**Калибровка опорного кварца VFO:**\n```\nМногие трансиверы имеют подстройку опорной частоты:\n\n[MENU] → [REFERENCE ADJ] или [TCXO ADJ]\n         └─ Диапазон: ±10 ppm (±1000 Гц на 100 МГц)\n         └─ Шаг: 0.1 ppm (10 Гц на 100 МГц)\n\nПроцедура калибровки:\n1. Принять эталонный сигнал (WWV 10 МГц или GPS)\n2. Установить режим \"zero beat\" (нулевые биения)\n3. Добиться совпадения частот подстройкой TCXO ADJ\n4. Сохранить настройку в энергонезависимую память\n\nЭталонные источники:\n├─ WWV/WWVH (США): 5, 10, 15, 20 МГц\n├─ RWM (Россия): 4.996, 9.996, 14.996 МГц\n├─ GPS-дисциплинированный генератор (GPSDO)\n└─ Рубидиевый стандарт частоты (точность ±0.0001 ppm)\n```","images":["../../pdf/images/page_157_img_02.png"]}