Введение введение цели и задачи изучения дисциплины




НазваниеВведение введение цели и задачи изучения дисциплины
Дата конвертации30.01.2013
Размер445 b.
ТипПрезентации


ВВЕДЕНИЕ

  • ВВЕДЕНИЕ

  • Цели и задачи изучения дисциплины

  • - изучение принципов построения передающих систем;

  • - изучение передающих устройств в различных диапазонах волн;

  • - изучение основных типов современных вакуумных и полупроводниковых генераторных и усилительных приборов;

  • - изучение основных элементов передающих устройств;

  • - изучение модуляторов, усилителей мощности, умножителей, синтезаторов частот;

  • - изучение основ схемотехники;

  • - изучение особенностей проектирования и эксплуатации передающих устройств средств радиоэлектронной борьбы.


иметь представление:

  • иметь представление:

  • - об основных видах радиоэлектронных схем, используемых в устройствах формирования и генерирования сигналов;

  • - о принципах функционирования устройств формирования и генерирования сигналов.

  • знать и уметь использовать:

  • - теоретические методы анализа и синтеза радиоэлектронных схем формирования сигналов;

  • - методы теоретического и экспериментального исследований устройств формирования и генерирования сигналов;

  • - методы выбора устройств формирования и генерирования сигналов для конкретных применений;

  • - методы построения и способы реализации на ЭВМ имитационных моделей устройств формирования сигналов;

  • иметь опыт:

  • - выполнения инженерных расчетов и принятия профессиональных решений по проектированию устройств формирования и генерирования сигналов;

  • - проведения расчетов и вычислительных экспериментов на ЭВМ

  • - для оценки показателей эффективности устройств формирования и генерирования сигналов;

  • - работы с научно-технической документацией, технической литературой и другими информационными источниками для решения профессиональных задач.



Радиопередающими устройствами (более коротко - радиопередатчиками) называются радиотехнические аппараты, служащие для генерирования, усиления по мощности и модуляции высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний, подводимых к антенне и излучаемых в пространство.

  • Радиопередающими устройствами (более коротко - радиопередатчиками) называются радиотехнические аппараты, служащие для генерирования, усиления по мощности и модуляции высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний, подводимых к антенне и излучаемых в пространство.





Схема радиопередатчика, приведенная на рис.а, включает следующие основные элементы: антенный контур, состоящий из антенны (А) и вторичной обмотки индукционной катушки (L), искровой разрядник (Р), прерыватель (П), ключ (К) и источник постоянного тока. Форма колебаний, излучаемых радиопередатчиком, показана на рис. б.

  • Схема радиопередатчика, приведенная на рис.а, включает следующие основные элементы: антенный контур, состоящий из антенны (А) и вторичной обмотки индукционной катушки (L), искровой разрядник (Р), прерыватель (П), ключ (К) и источник постоянного тока. Форма колебаний, излучаемых радиопередатчиком, показана на рис. б.

  • При размыкание контактов 1 и замыкании 2 в контуре возникает затухающий колебательный процесс, описываемый выражением

  • где - частота колебаний;

  • a- коэффициент затухания.



Первый этап (1896 - 1920) включает в себя создание искровых радиопередатчиков, использующих машинные генераторы высокой частоты. Мощность последних достигала нескольких киловатт, а частота - 20 кГц.

  • Первый этап (1896 - 1920) включает в себя создание искровых радиопередатчиков, использующих машинные генераторы высокой частоты. Мощность последних достигала нескольких киловатт, а частота - 20 кГц.

  • Второй этап (с 1920 г. по настоящее время) связан с изобретением электровакуумных приборов - триода, тетрода и пентода. В России первый электровакуумный прибор, пригодный для генерации и усиления ВЧ колебаний, был разработан в Нижнем Новгороде под руководством М.А. Бонч-Бруевича.

  • Третий этап (с 1938 г. по настоящее время) связан, в первую очередь, с телевидением и радиолокацией, развитие которых требовало освоения все более высоких частот - перехода к дециметровым и сантиметровым волнам.

  • Четвертый этап (с 1960 г. по настоящее время) связан с созданием мощных ВЧ и СВЧ транзисторов. Первый транзистор, за который американским ученым Шокли, Бардину и Брайтену в 1956 г. присудили Нобелевскую премию по физике, был сделан в 1950 г.



























Автогенератор или генератор с самовозбуждением – источники ВЧ и СВЧ колебаний;

  • Автогенератор или генератор с самовозбуждением – источники ВЧ и СВЧ колебаний;

  • Генератор с внешним или независимым возбуждением – усилитель ВЧ и СВЧ сигнала;

  • Умножитель частоты;

  • Преобразователь частоты – для смещения частоты колебаний;

  • Делитель частоты;



- частотный модулятор;

  • - частотный модулятор;

  • Фазовый модулятор;

  • Фильтры: полосовой, режекторный, НЧ, ВЧ, гребёнчатый;

  • Сумматор (делитель) мощностей сигналов;

  • Мостовое устройство – разновидность сумматора или делителя;



Согласующее устройство;

  • Согласующее устройство;

  • Аттенюатор – для регулирования мощности сигнала;

  • Фазовращатель – управление фазой сигнала;

  • Ферритовые однонаправленные устройства (церкуляторы, вентили) – для пропускания сигнала только в одном направлении;



Направленный ответвитель – для отбора части мощности из основного канала его распространения;

  • Направленный ответвитель – для отбора части мощности из основного канала его распространения;

  • балластные сопротивления – в которых происходит рассеивание мощности;

  • Источники электропитания;

  • Экранированные контура;

  • Волновод, радиокабель;

  • Антенны.



Основное назначение генератора состоит в преобразовании энергии источника постоянного тока в энергию ВЧ или СВЧ колебаний.

  • Основное назначение генератора состоит в преобразовании энергии источника постоянного тока в энергию ВЧ или СВЧ колебаний.

  • Генераторы подразделяются на два основных типа:

  • - автогенераторы, работающие в режиме самовозбуждения или автоколебаний, частота которых определяется параметрами самого устройства;

  • - генераторы с внешним возбуждением, работающие в режиме усиления входного сигнала по мощности или умножения его частоты.



Электровакуумные приборы – триоды, тетроды, пентоды и др;

  • Электровакуумные приборы – триоды, тетроды, пентоды и др;

  • Полупроводниковые приборы – транзисторы биполярные, полевые, диоды (туннельные, Ганна и лавино-пролетные);

  • Клистроны;

  • Лампы бегущей волны;

  • Приборы магнетронного типа.



Устройство генератора с триодом

  • Устройство генератора с триодом



Устройство генератора на полевом транзисторе

  • Устройство генератора на полевом транзисторе







Рис. Обобщенная схема ВЧ генератора с внешним возбуждением

  • Рис. Обобщенная схема ВЧ генератора с внешним возбуждением



Рис. 1 и 2 Амплитудные характеристики ВЧ генератора

  • Рис. 1 и 2 Амплитудные характеристики ВЧ генератора

  • Рис. 3 Частотные характеристики ВЧ генератора



Типовая схема лампового ГВВ содержит:

  • Типовая схема лампового ГВВ содержит:

  • электровакуумный прибор - тетрод;

  • выходную электрическую цепь - параллельный колебательный контур;

  • входную электрическую цепь - высокочастотный трансформатор;

  • цепи питания анода, управляющей и экранной сеток.



АЧХ параллельного колебательного контура

  • АЧХ параллельного колебательного контура













Модель схемы лампового генератора с общим катодом

  • Модель схемы лампового генератора с общим катодом



Схема ГВВ с общей сеткой

  • Схема ГВВ с общей сеткой





1. Исходные данные для расчета: рабочая частота , выходная мощность.

  • 1. Исходные данные для расчета: рабочая частота , выходная мощность.

  • 2. Выбор типа электровакуумного прибора. Исходя из заданной мощности и частоты сигнала по справочнику «Электровакуумные приборы» выбираем тип генераторной лампы. Останавливаемся на тетроде типа ГУ-61Б.

  • 3. Выбираем угол отсечки.

  • 4. По характеристикам прибора определяем:

  • крутизну линии граничного режима;

  • крутизну анодно-сеточной характеристики;

  • напряжение отсечки .

  • 5. Выбираем граничный режим работы.



Коэффициент использования анодного напряжения;

  • Коэффициент использования анодного напряжения;

  • Амплитуда напряжения на анодном контуре;

  • 3. Остаточное напряжение на аноде лампы;

  • 4. Амплитуда 1-й гармоники анодного тока;

  • 5. Амплитуда импульса анодного тока;

  • 6. Постоянная составляющая анодного тока;

  • 7. Мощность, потребляемая по анодной цепи;

  • 8. Мощность, рассеиваемая анодом лампы;

  • 9. Коэффициент полезного действия;

  • 10. Сопротивление нагруженного анодного контура, необходимое для реализации рассчитанного режима работы.



1. Требуемая амплитуда напряжения;

  • 1. Требуемая амплитуда напряжения;

  • 2. Напряжение смещения;

  • 3. Максимальное напряжение на сетке;

  • 4. Высота импульса сеточного тока, определяемая по характеристикам (при и ) или из примерного соотношения;

  • 5. Косинус угла отсечки сеточного тока;

  • 6. Первая гармоника сеточного тока;

  • 7. Постоянная составляющая сеточного тока;

  • 8. Требуемая мощность возбуждения;

  • 9. Мощность, теряемая в цепи смещения;

  • 10. Мощность, рассеиваемая управляющей сеткой;

  • 11. Входное сопротивление по 1-й гармонике сигнала;

  • 12. Коэффициент усиления генераторной лампы по мощности.

  • Расчет электрического режима работы ВЧ лампового генератора с внешним возбуждением можно провести по программе на языке Mathcad.



Статические характеристики биполярного транзистора

  • Статические характеристики биполярного транзистора



Предельная или граничная частота усиления транзистора непосредственно связана со временем переноса носителей заряда через базовую область толщиной W

  • Предельная или граничная частота усиления транзистора непосредственно связана со временем переноса носителей заряда через базовую область толщиной W

  • , где - время переноса носителей через базу.













При биполярном транзисторе динамическая характеристика располагается:

  • При биполярном транзисторе динамическая характеристика располагается:

  • - в случае недонапряженного и граничного режимов работы в двух областях - активной (2) и отсечки (1);

  • - в случае перенапряженного режима работы в трех областях - отсечки (1), активной (2) и насыщения (3). При этом провал в импульсе коллекторного тока происходит по причине захода рабочей точки (координаты ) в область насыщения и перехода коллекторного р-n-перехода в открытое состояние.

  • В недонапряженном и граничном режимах импульсы коллекторного тока при работе с отсечкой имеют косинусоидальную форму.



Рис. Импульсы

  • Рис. Импульсы

  • Коллекторного

  • тока при работе с

  • отсечкой в

  • перенапряжен-ном режиме



Преимущества транзисторных генераторов перед ламповыми состоят:

  • Преимущества транзисторных генераторов перед ламповыми состоят:

  • - в большей долговечности (срок службы генераторных ламп обычно не превышает нескольких тысяч часов, транзисторов - сотен тысяч часов);

  • - низком значении напряжения питания, которое не превышает 30 В (у ламп это напряжение от нескольких сотен вольт до десятков киловольт);

  • - практически мгновенной готовности к работе после подачи напряжения питания (у ламп требуется предварительное включение цепи накала);

  • - высокой прочности по отношению к механическим перегрузкам; в значительном снижении массы и габаритных размеров аппаратуры и возможности ее миниатюризации на основе интегральной технологии.

  • К недостаткам транзисторных генераторов относятся:

  • - ограниченная мощность транзисторов и связанная с этим необходимость суммирования мощностей генераторов при повышенной мощности радиопередатчика;

  • - температура корпуса мощных транзисторов не должна превышать 60...70C;

  • - чувствительность к весьма кратковременным нарушениям эксплуатационного режима по причине пробоя р-n-переходов, в связи с чем требуется применение специальных схем защиты мощных транзисторов;

  • - в низком коэффициенте усиления по мощности при приближении частоты усиливаемого сигнала к граничной частоте транзистора (обычно не более 3...6 дБ) и зависимости этого коэффициента от частоты согласно.



Ламповые генераторы работают со сравнительно высокими напряжениями питания (от сотен вольт до десятков киловольт) и относительно малыми токами. Поэтому сопротивление анодной нагрузки в них превышает 1000 Ом.

  • Ламповые генераторы работают со сравнительно высокими напряжениями питания (от сотен вольт до десятков киловольт) и относительно малыми токами. Поэтому сопротивление анодной нагрузки в них превышает 1000 Ом.

  • Транзисторные генераторы работают при низких напряжениях питания (<30 В) и с относительно большими токами. Поэтому в них сопротивление коллекторной или стоковой нагрузки составляет от нескольких до десятков Ом.

  • Таким образом, ламповый генератор требует высокоомной нагрузки, а транзисторный - низкоомной.

  • Во втором случае можно обеспечить широкую полосу пропускания генератора.



Основное применение в современных радиопередатчиках при мощности не более нескольких сотен ватт находят транзисторные генераторы. С помощью способов суммирования сигналов это значение мощности может быть повышено на 2-3 порядка.

  • Основное применение в современных радиопередатчиках при мощности не более нескольких сотен ватт находят транзисторные генераторы. С помощью способов суммирования сигналов это значение мощности может быть повышено на 2-3 порядка.

  • И только в передатчиках повышенной мощности, например радиовещательных мощностью в несколько десятков и сотен киловатт используются электровакуумные приборы.



Обобщенная схема ГВВ

  • Обобщенная схема ГВВ



По назначению следует различать три основных случая согласования цепей применительно к ГВВ:

  • По назначению следует различать три основных случая согласования цепей применительно к ГВВ:

  • – согласование входного сопротивления транзистора с предыдущим каскадом;

  • – согласование выходного сопротивления транзистора со следующим каскадом;

  • – согласование выходного сопротивления транзистора с антенной.

  • Другая классификация электрических цепей связана с полосой их пропускания fпр при среднем значении частоты в этой полосе f0. Различают три основных цепи:

  • – узкополосная цепь при (fпр/f0)=1…2%;

  • – среднеполосная цепь при 2%(fпр/f0)20%;

  • – широкополосная цепь при (fпр/f0)20%.



а – входная цепь;

  • а – входная цепь;

  • б – выходная цепь



Согласование выходного каскада с антенной определяет, какая часть мощности ВЧ сигнала радиопередатчика будет подведена к антенне и излучена в пространство. Отсутствие надлежащего согласования между антенной и радиопередатчиком недопустимо.

  • Согласование выходного каскада с антенной определяет, какая часть мощности ВЧ сигнала радиопередатчика будет подведена к антенне и излучена в пространство. Отсутствие надлежащего согласования между антенной и радиопередатчиком недопустимо.

  • Антенна по отношению к радиопередатчику имеет определенное входное сопротивление, зависящее от конструкции и размеров антенны, окружающих ее предметов, длины волны и других факторов.













К первой относятся величины, определяющие энергетические свойства АГ - колебательную мощность и КПД.

  • К первой относятся величины, определяющие энергетические свойства АГ - колебательную мощность и КПД.

  • Во вторую группу входят параметры, характеризующие частотные свойства АГ:

  • - диапазон частот f1 … f2, в пределах которого возможна перестройка частоты;

  • - требуемое, номинальное значение частоты генерируемого сигнала fном;

  • - долговременная нестабильность частоты за определенный интервал времени;

  • - кратковременная нестабильность частоты и фазы сигнала;

  • - чистота спектра и уровень шума излучаемого сигнала.











Целью данного учебного пособия является изучение теории построения устройств формирования и генерирования сигналов, изучены общие принципы построения передающих устройств в различных диапазонах частот.

  • Целью данного учебного пособия является изучение теории построения устройств формирования и генерирования сигналов, изучены общие принципы построения передающих устройств в различных диапазонах частот.

  • Рассмотрены различные типы модуляции и их реализации.

  • В пособии приведены схемные решения умножителей, синтезаторов, модуляторов, усилителей и схем согласования.

  • Учебное пособие позволяет повторить основные определения, изученные в предыдущих дисциплинах и связать их с новыми знаниями, приведенными в данной работе.

  • В дополнение к учебному пособию имеются «Методические рекомендации по курсовому проектированию».

  • Данное учебное пособие позволяет перейти к освоению таких дисциплин, как «Средства радиоэлектронной борьбы», «Средства радиоэлектронной защиты» и «Модемы и кодеки радиосистем».

  • Рекомендуется ознакомиться с основными определениями, и выводами по главам, а затем познакомиться с вопросами для итогового контроля и перечнем тем контрольных и курсовых работ.

  • После каждой лекции для закрепления материала изучить соответствующие параграфы данного пособия, а также обратиться к рекомендованной литературе, к основной и дополнительной.

  • Устройства формирования и генерирования сигналов являются обязательным компонентом любой радиоэлектронной аппаратуры.

  • Знания, полученные при изучении данной дисциплины позволят разобраться в работе любого радиоэлектронного устройств.



1. Гряник В.Н., Павликов С.Н., Убанкин Е.И. Устройства формирования и генерирования сигналов. - Владивосток: ВГУЭС. 2005. – 260 с.

  • 1. Гряник В.Н., Павликов С.Н., Убанкин Е.И. Устройства формирования и генерирования сигналов. - Владивосток: ВГУЭС. 2005. – 260 с.

  • 2. Радиопередающие устройства, Учебник для ВУЗов/Под редакцией В.В. Шахгильдяна - М.: Радио и связь, 2003.-560 с.

  • 3. Проектирование радиопередатчиков: Учебное пособие для вузов/Под редакцией В.В. Шахгильдяна, - М.: Радио и связь, 2003.-656 с.

  • 4. Устройства генерирования и формирования радиосигналов/Под редакцией Г.М. Уткин, В.Н. Кулешова и М.В. Благовещенского,- М.: Радио и связь, 1994.

  • 5. Каганов В.И. Радиопередающие устройства: Учебник для сред. проф. Образования. М.: ИРПО: Изд. Центр <Академия>, 2002.-188 с.

  • 6. Каганов В.И. Радиотехника + компьютер + Matcad. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. - 416 с.

  • 7. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: Солон-Р, 2000.-506 с.



Похожие:

Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconТема Введение. Предмет, задачи и структура дисциплины. Ключевые понятия дисциплины: стандартизация, метрология и сертификация

Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение. Цели работы. Введение. Цели работы
«Демографические проблемы России»- решение подобных проблем является одной из главных задач России на сегодняшний день. Демографическое...
Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconЛекция №1 : Введение в базы данных Лекция №1 : Введение в базы данных Учебные цели занятия: Изучить: основные понятия теории баз данных
К. Дж. Дейт. Введение в системы баз данных, 7-е издание.: Пер с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. 1072 с., ил
Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconЦели и задачи: Цели и задачи
Оказание содействия старшеклассникам в получении дополнительных образовательных услуг в области изучения физики
Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение Введение Цели
«декларирование через Интернет», «декларирование товаров в электронной форме» сегодня на слуху у всех, кто хоть как-то связан с таможенной...
Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение Введение Модуль Обучение с использованием метода проектов

Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение Введение Научный вклад в развитие теории многогранников

Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение Введение Внешние проявления старения
Проблема увеличения продолжительности жизни и продления активной старости человека
Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение введение I. Нормативная правовая база
Рейтинг общей оценки уровней эффективности деятельности органов местного самоуправления
Введение введение цели и задачи изучения дисциплины iconВведение. Введение. Притча
Данный проект имеет своей целью расширить кругозор учащихся, создать положительную мотивацию к обучению
Разместите кнопку на своём сайте:
hnu.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©hnu.docdat.com 2012
обратиться к администрации
hnu.docdat.com
Главная страница