Приемо-передающие устройства. Контрольная работа1. Контрольная работа 1 по дисциплине Приемопередающие устройства

• Название: Контрольная работа 1 по дисциплине Приемопередающие устройства
• Анкор: Приемо-передающие устройства
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 226.33 Kb.
• Имя файла: Контрольная работа1.docx
• Тип: Контрольная работа; #843787

Контрольная работа № 1

по дисциплине «Приемо-передающие устройства»
Вариант 7

1. Вопрос 4 тема 3.1: Что такое радиосигнал? Запишите его аналитическое выражение и объясните назначение параметров, образующих эту аналитическую запись.

Радиосигнал это - высокочастотное модулированное колебание, получаемое путём изменения по закону управляющего (модулирующего) колебания одного или нескольких параметров несущего колебания a_нес(t).

Аналитическое выражение радиосигнала:

a_нес(t) = A₀cos (ω_н + φ_н),

где A₀ – амплитуда несущего колебания

ω_н – несущая частота

φ_н – начальная фаза несущего колебания

В общем случае аналитическое выражение радиосигнала можно записать:

a(t) = A(t) cos(ω_нt + φ(t) + φ_н ) = A(t) cos (t),

где A(t) – огибающая радиосигнала

(t) – полная фаза радиосигнала

φ(t) - фаза радиосигнала
A(t) – огибающая радиосигнала, это максимальное значение напряжения радиосигнала в конкретный период времени. Она формирует максимумы сигнала.

(t) – полная фаза радиосигнала задаёт, несущую частоту с которой радиосигнал распространяется по линии или в эфире. Она формирует количество колебаний и их периодичность. А также отклонение колебаний по фазе.

φ(t) - фаза радиосигнала задаёт отклонение сигнала от нормы и по какому закону это отклонение изменяется

ω_н – несущая частота задаёт основную частоту с которой радиосигнал распространяется по линии или в эфире.

φ_н – начальная фаза несущего колебания из какого первоначального значения начинает изменяться синусоида.

2. вопрос 6 тема 3.3: Какие электрические величины необходимо найти при расчете входной цепи АЭ? Запишите формулы.
В входной цепи АЭ действуют следующие напряжения: напряжение возбуждения u_воз = U_вхcosωt, управляющее процессом преобразования энергии источника постоянного тока E_п в энергию ВЧ колебаний; постоянное напряжение смещения Е_см, определяющее выбор рабочей точки на статической проходной характеристике АЭ. Источник переодического возбуждения u_воз и источник постоянного смещения Е_см создают во входной цепи АЭ ток i_вх , образующий на АЭ мгновенное напряжение:

u_вх = Е_см + U_вхcosωt.

Под действием этого напряжения на выходе АЭ появляется выходной ток i_вых. Этот ток проходит по цепям и образует падение напряжения Uн, в результате чего на выходе АЭ появляется напряжение

u_вых = Е_п – u_н = Е_п – U_нcosωt.

Расчет ведется в следующем порядке:

Определяется коэффициент ξ_кр :



Если режим критический ξ= ξкр. Для недонапряженного режима

ξ = (0,95 – 0,98) ξкр

Значительное уменьшение ξ приведет к снижению к.п.д. генератора.

Амплитуда коллекторного напряжения

Uк = ξ·Ек

4. Амплитуда тока первой гармоники



5. Импульс коллекторного тока



Постоянная составляющая коллекторного тока

I_ко = i_кмакс · α_о

Сопротивление коллекторной нагрузки


Мощность потребляемая от источника коллекторного питания

Ро = Ек·Iко

Мощность тепловых потерь на коллекторе

Рк = Ро – Р1 ≤ Рк доп

Здесь Рк доп – допустимая мощность тепловых потерь на коллекторе АЭ ( определяется по справочным данным АЭ).
Напряжение смещения Eу=Eу/- Uуcosθ
Основными режимами работы АЭ ГВВ являются: недонапряжённый (НР), граничный (ГР) и перенапряжённый (ПР). ГВВ с постоянной амплитудой сигнала на выходе, как правило, работает в критическом режиме, так как этот режим характеризуется наилучшими энергетическими показателями. Граничный режим часто именуют критическим, поскольку он очень критично реагирует на изменение напряжений U_вх, Е_см, Е_п и сопротивление нагрузки Z_н. При увеличении U_вх, Е_см и уменьшении Е_п Е сопротивления R_п генератора «сваливается» в перенапряжённый, а в противоположном случае – в недонапряжённый режим.

3. вопрос 8 тема 3.5: Назначение умножителей частоты. Их виды.
Умножители частоты в структурной схеме радиопередатчика располагаются перед усилителями мощности ВЧ или СВЧ колебаний, повышая в требуемое число раз частоту сигнала возбудителя. Умножители частоты могут также входить в состав и самого возбудителя или синтезатора частот. Для входного и выходного сигнала умножителя частоты запишем:

u_вх(t) = U_вхcos(ωt + φ); u_вых(t) = U_выхcos(nωt + φ),

где n – коэффициент умножения частоты в целое число раз.
Классификация умножителей частоты возможна по двум основным признакам: принципу действия, или способу реализации функции, и типу нелинейного элемента.

По принципу действия умножители подразделяют на два вида: основанные на синхронизации частоты автогенератора внешним сигналом, в п раз меньшим по частоте, и с применением нелинейного элемента, искажающего входной синусоидальный сигнал, и выделением из полученного многочастотного спектра требуемой гармоники.

По типу используемого нелинейного элемента умножители частоты второго вида подразделяют на транзисторные и диодные.

Основными параметрами умножителя частоты являются: коэффициент умножения по частоте n; выходная мощность n-й гармоники Р_n, входная мощность 1-й гармоники Р1, коэффициент преобразования К_пр = Р_n/Р₁; коэффициент полезного действия h = Р_n/Р₀ (в случае транзисторного умножителя), уровень подавления побочных составляющих.

4. вопрос 10 тема 3.7: Приведите примеры осциляторной схемы кварцевого АГ.

В осцилляторных схемах кварц используется как индуктивность и включается в участок эквивалентной схемы, где для обеспечения баланса фаз нужна индуктивность. В емкостной трехточечной схеме кварц включается вместо катушки контура между коллектором и базой (рис.1, а); в индуктивной трехточечной схеме— или между эмиттером и базой, или между эмиттером и коллектором (рис. 1, б, в).



Рисунок 1 - Осциляторные схемы кварцевого АГ

Чаще используется емкостная трехточечная схема из-за простоты конструкции и настройки. Практическая схема кварцевого автогенератора по схеме емкостной трехточки приведена на рис. 2. Здесь колебательный контур образуется конденсаторами С1 и С2 совместно с кварцем и катушкой L, предназначенной для коррекции частоты. Конденсаторы СЗ и С5 — разделительные.



Рисунок 2 - Трехточечная схема

Кварцевые автогенераторы стабилизируют частоту до 15— 30 МГц. На более высоких частотах кварцевая пластинка получается очень тонкой (тоньше 0,1 мм) и механически непрочной. Поэтому на более высоких частотах используют кварцевые резонаторы, работающие на гармониках механических колебаний кварцевой пластины.

Особенность осцилляторных схем заключается в том, что они работают только на частоте кварца. При неисправности кварца колебания в автогенераторе не возникают.

5. вопрос 12 тема 3.9 Изобразите структурную схему синтезатора частот с ДПКД и поясните принцип ее работы.
Структурную схема синтезатора частот с ДПКД изображена на рис. 3



Рисунок 3 - Схема синтезатора частот с ДПКД
В состав этой структурной схемы входит фазовый детектор (ФД), формирующий сигнал ошибки формируемого колебания. Выходное колебание вырабатывается генератором, управляемым напряжением (ГУН). Образцовое колебание в этой схеме формирует опорный генератор (ОГ). Еще одним неотъемлемым звеном цепи фазовой автоподстройки частоты является фильтр нижних частот (ФНЧ), позволяющий избежать самовозбуждения всей схемы в целом, делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Изменяя коэффициент деления N делителя ДПКД, можно перестраивать выходную частоту генератора. В этой схеме в качестве фазового детектора может быть применен как цифровой фазовый детектор, так и фазовый компаратор. Применение фазового компаратора позволяет расширить частотный диапазон захвата петли фазовой автоматической подстройки частоты синтезатора частот.

Принцип действия синтезатора основан на сравнении двух частот: частота опорного генератора через делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД N (его частота определяет минимальный шаг перестройки) поступает на фазовый детектор, туда же поступает частота с ГУНа предварительно деленная ДПКД N (делитель ДПКД предназначен для перестройки по частоте синтезатора). Выходное напряжение сигнала ошибки с ФД фильтруется ФНЧ, который определяет полосу захвата и полосу удержания кольца ФАПЧ. Затем отфильтрованное напряжение поступает на варикапы управляемого генератора и производит его подстройку до совпадения частоты с ДПКД.


6. вопрос 14 тема 3.11 Нарисуйте принципиальную электрическую схему модуляционного устройства с частичным разрядом накопителя.
В модуляторах с частичным разрядом накопителя (рис.4) роль накопителя энергии выполняет конденсатор . Форма импульса такого модулятора близка к прямоугольной. Длительность фронта модулирующего импульса определяется паразитной емкостью анод-катод модуляторной лампы, подавляющего диода (диодов) Д1 и монтажа. Величина спада напряжения вершины импульса определяется постоянной времени разряда накопительной емкости.



Рисунок 4 - Электрическая схема модуляционного устройства с частичным разрядом накопителя
Если лампа закрыта и конденсатор заряжен до напряжения источника питания (), то ток через первичную обмотку импульсного трансформатора на протекает. При поступлении на сетку лампы положительного импульса запуска от подмодулятора лампа открывается, и конденсатор начинает разряжаться через открытую лампу и первичную обмотку импульсного трансформатора. Таким образом, длительность выходного импульса модулятора определяется длительностью импульса запуска, поступающего с подмодулятора. Такой модулятор обеспечивает широкие возможности изменения длительности и частоты повторения импульсов. Максимально возможная длительность импульсов, определяемая допустимым спадом его амплитуды, зависит от емкости накопительного конденсатора.
Список литературы:
1. Ю. А. Бутузов, Е. В. Ползик. Системы радиосвязи и телевещания. Алматы: АИЭС, 2000 г. – 38 с.

2. Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов. Новосибирск, 2003 г. – 524 с.

3. Бруевич А.Н. Умножители частоты. М.: "Советское радио", 1970 г.- 248 стр.

4. И. В. Хоменко, А. В. Косых. Кварцевые резонаторы и генераторы. Омск «ОмГТУ» 2018 г. – 160 с.

5. А.В Рыжиков, В.Н. Попов. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. М.: «Радио и связь» 1991 г. – 265 с.

6. Ежков Ю.С. Справочник по схемотехнике усилителей. М.: «РадиоСофт», 2002 г. – 270 с.