Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 " Основы радиоэлектроники "


НазваниеКурс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 " Основы радиоэлектроники "
страница5/10
Дата публикации05.12.2013
Размер0.86 Mb.
ТипДокументы
vb2.userdocs.ru > Журналистика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

рис. 28

Принцип действия ПУ основан на периодическом изменении емкости. Рассмотрим, каким образом цепь с нелинейным реактивным элементом может усиливать. Пусть переменная емкость включена в одиночный резонансный контур (рис.29 а), в который извне подается слабый синусоидальный сигнал на частоте резонанса контура.



рис. 29

При этом внешняя сила синхронно с колебаниями напряжения сигнала изменяет расстояние между обкладками конденсатора следующим образом: в момент t1, когда напряжение на конденсаторе становится наибольшим по модулю, внешняя сила скачком увеличивает расстояние между обкладками конденсатора, уменьшая тем самым емкость. На такое увеличение зазора внешняя сила затрачивает работу, т.к. раздвигаются притягивающиеся друг к другу разноименные заряды на пластинах конденсатора. При этом работа внешней силы преобразуется в энергию электрических колебаний контура, увеличивая ее (рис. 29 б), т.е. усиливает сигнал.

В момент времени t2, когда напряжение на конденсаторе равно нулю, пластины конденсатора также скачком возвращаются в исходное положение, на что внешняя сила не расходует энергии, т.к. в этот момент заряд конденсатора равен нулю.

Из выше изложенного видно, что для получения максимального усиления необходимо выполнить два условия:

  • частота изменения емкости должна быть ровно в два раза больше частоты сигнала (рис.30);

  • соотношение фаз изменения емкости и изменения напряжения сигнала должно быть таково, чтобы емкость всегда уменьшалась, когда напряжение сигнала становится максимальным (по модулю) (рис.30).

Практически емкость изменяется не механически, а электрически. Для этого используют специальный генератор - генератор накачки, которым как бы "накачивается" энергия в колебательный контур (рис.30).



рис. 30

В зависимости от конструкции ПУ делятся на:

  • проходные - отдельный вход и выход сигнала;

  • отражающие - имеется один элемент связи для входа и выхода.

Последние нашли наибольшее применение (рис. 31).



рис. 31

На практике ПУ используют в диапазоне от 1 до 10 ГГц. С целью снижения коэффициента шума ПУ иногда применяют принудительное охлаждение (в частности жидким азотом).

      4.3.2. Усилитель на туннельном диоде.

В современной аппаратуре связи УТД нашли широкое применение благодаря простоте, высокой надежности, малым габаритам и массе, а также небольшому потреблению мощности питания.

Туннельные диоды изготавливают из полупроводников с большим содержанием примесей. Благодаря высокой концентрации примесей запирающий слой на переходе утончается до 10-6 см . При подаче на такой тонкий p-n-переход даже малого постоянного напряжения напряженность электрического поля в переходе достигает значительных величин (до 105 В/см).

Большая напряженность поля и малая толщина перехода создают условия для преодоления электронами энергетического барьера. При этом электрон как бы исчезает с одной стороны потенциального барьера и почти мгновенно появляется по другую сторону от него. Описанное явление называется туннельным эффектом.

Усиление СВЧ колебаний с помощью УТД основано на использовании падающего участка с отрицательным сопротивлением его вольт-амперной характеристики (рис.32).



рис. 32

Наличие такого участка позволяет на базе туннельного диода выполнять СВЧ усилители, генераторы, преобразователи. УТД могут быть проходного типа, балансные и отрицательного типа. Последние получили наибольшее распространение.

      ^ 4.3.3. Транзисторные МШУ.

В настоящее время транзисторные МШУ активно вытесняют другие типы усилителей в диапазоне от 5 ГГц.

Это обусловлено рядом преимуществ:

  • хорошая развязка входа и выхода;

  • стабильность усиления;

  • широкая полоса усиления;

  • возможность исполнения по гибридно-интегральной технологии;

  • высокая надежность;

  • низкое энергопотребление;

  • малое напряжение питания;

  • приемлемый коэффициент шума.

Усилители, реализованные на биполярных и полевых СВЧ транзисторах, позволяют обеспечить усиление до 30 дБ, Тш=100...400К.

Транзисторные МШУ активно используются во входных устройствах приемников СВЧ сигналов.

ГЛАВА V Каналы и системы связи.

   5.1. Общие понятия о каналах и системах связи.

Управление войсками и оружием невозможно без передачи из одного пункта в другой различных сообщений, содержащих определенную информацию. Всякое сообщение для передачи преобразуется в электрический сигнал, который представляет собой изменение напряжения или тока и отражает каким-либо образом содержание передаваемой информации.

Преобразование сообщений в сигнал производится передающим устройством. Обратное преобразование электрического сигнала в сообщение осуществляется приемным устройством. От передающего до приемного устройства сигнал проходит среду распространения.

По характеру передаваемых сообщений можно выделить следующие виды связи:

  • телефонная;

  • телеграфная;

  • передача данных;

  • факсимильная;

  • визиотелефонная;

  • фельдъегерьско-почтовая;

  • сигнальная.

В зависимости от среды распространения и применяемых технических средств различают по родам:

  • электропроводная связь;

  • радиосвязь, к ней относятся:

    • радиорелейная связь;

    • радиосвязь;

    • тропосферная связь;

    • космическая связь;

    • метеорная связь.

  • оптоэлектронная связь;

  • гидроакустическая связь;

  • связь подвижными средствами.

По своей структуре сообщения и электрические сигналы делятся на непрерывные (аналоговые) и дискретные.

Непрерывным называют сообщение, представляющее собой непрерывную функцию с бесконечным множеством значений.

Дискретным называют сообщение, характеризующееся конечным числом значений функции за определенный промежуток времени.

Соответственно, дискретный (цифровой) и аналоговый электрические сигналы имеют форму (рис.33).



рис. 33

Система связи представлена рисунком 34.



рис. 34

Все сообщения передаются по каналам передачи.

Каналом передачи называется совокупность средств связи и среды распространения, обеспечивающие передачу сигналов электросвязи между узлами связи в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи.

В зависимости от используемых технических средств и вида сообщений сигналы делятся на:

  • аналоговые;

  • цифровые.

Для увеличения пропускной способности системы связи применяют многоканальные системы передачи. В этом случае каждое сообщение следует по своему каналу. Схема многоканальной системы связи представлена на рис.35.



рис. 35

В передающем устройстве сигналы всех каналов объединяются , образуя групповой спектр (сигнал) , в приемном слова разделяются и преобразуются в сообщение.

В настоящее время для объединения (разделения) каналов используют следующие методы:

  1. Метод частотного разделения каналов (ЧРК);

  2. Метод временного разделения каналов (ВРК);

  3. Метод кодового разделения каналов (КРК).

   5.2. Методы построения многоканальных систем.

Многоканальная система передачи представляет собой сложный комплекс устройств, предназначенных для получения определенного числа каналов связи на заданную дальность.

Многоканальные системы связи стремятся строить таким образом, чтобы наиболее эффективно использовать дорогостоящее оборудование, добиваясь получения максимальной пропускной способности этих линий, при минимальных затратах материальных средств, людских ресурсов и времени.

Одной из основных решаемых проблем является объединение каналов в групповые сигналы различными методами.

      ^ 5.2.1. Принцип построения аппаратуры с ЧРК.

ЧРК находит наиболее широкое применение в современных многоканальных системах передачи. Это объясняется тем, что при таком методе разделение обеспечивает возможность получения чрезвычайно большого числа каналов при относительной простоте всего оборудования.

Сам метод основан на том, что для одновременной передачи информации по нескольким каналам, каждому из них выделяется свой частотный участок в общем спектре (рис.36).



рис. 36

Перенос спектра частот каждого канала на свою частотную позицию осуществляется с помощью устройств преобразования - модуляторов в тракте передачи.

В тракте приема из группового сигнала с помощью фильтров выделяется спектр частот (в котором расположен канал) и демодулируется (приводится к первоначальному виду) (рис.37).



рис. 37

При относительной простоте систем с ЧРК они имеют ряд недостатков:

  • низкая помехоустойчивость, т.к. не полностью используется мощность передающих устройств;

  • влияние переходных помех между каналами, т.к. абсолютное разделение каналов невозможно;

  • высокая требовательность к линейности характеристик трактов передачи и приема;

  • наличие ограничений на условия загрузки групповых трактов, т.к. общая загрузка суммируется из загрузок по каждому каналу.

      ^ 5.2.2. Принцип построения аппаратуры с ВРК.

Метод ВРК более перспективный, т.к. он свободен от указанных недостатков метода с ЧРК.

Он основан на том, что весь линейный тракт представляется поочередно каждому из каналов на некоторый промежуток времени.

Первичные сигналы каждого канала в системе с ВРК могут быть либо дискретными, либо аналоговыми. Аналоговые сигналы при этом, прежде всего, подвергаются дискретизации по времени. Возможность передачи аналогового сигнала рядом дискретных значений обосновывается теоремой В.В.Котельникова, в которой доказывается:

Любая непрерывная функция с ограниченным спектром частот от 0 до Fmax полностью определяется своими мгновенными значениями, отсчитанными через интервалы времени .

Иначе говоря, частота следования импульсов, отображающих мгновенное значение сигнала должна быть:

F >= 2Fmax .



рис. 38

Формирование многоканального группового сигнала в системе с ВРК осуществляется путем поочередного представления своей временной позиции импульсам каждого канала (рис.39). При этом для определения порядка следования импульсов на приемной стороне необходим дополнительный импульс синхронизации, который формируется в передающей части аппаратуры и имеет отличительные признаки по отношению к канальным импульсам (рис.39).



рис. 39

Системы передачи, в которых в качестве канальных сигналов используются цифровые сигналы, получили название цифровых систем передачи (ЦСП).

Для передачи дискретных информационных сигналов не требуется аналого-цифровых преобразователей, а необходимо лишь согласовать скорости передачи сигналов.

ЦСП с ВРК нашли широкое применение в системах спутниковой связи. Для передачи и приема различных сообщений (ТЛФ, ТЛГ, передачи данных и т.д.) их характеристики приводятся к единой дискретной форме и определенному стандарту. Это позволяет унифицировать устройства передачи и приема.

Обобщенная схема формирования и разделения группового цифрового сигнала (потока) имеет вид (рис.40).



рис. 40

Формирование группового потока осуществляется в два этапа. На первом этапе асинхронные высокоскоростные каналы (ВСК) и низкоскоростные каналы (НСК) поступают на индивидуальное оборудование (ИО ВСК, ИО НСК), где приводятся к номиналам первичных скоростей (преобразуются в синхронные потоки).

На втором этапе НСК поступают на схемы объединения низкоскоростных потоков (СОНП) группового оборудования (ГО), где объединяются в высокоскоростной поток и далее поступают на схему объединения высокоскоростных потоков (СОВП) куда подаются ВСК. В результате объединения на выходе СОВП образуется групповой поток с определенной скоростью передачи.

Сформированный групповой сигнал поступает на выходное устройство и далее передается корреспонденту.

На приемной стороне в обратной последовательности происходит разделение группового сигнала на ВСК и НСК.

Такой способ построения ЦСП обеспечивает высокую эффективность использования пропускной способности системы связи.

   ^ 5.3. Основные параметры дискретных и аналоговых каналов.

В многоканальных системах передачи мерой емкости служит канал тональной частоты (КТЧ).

Канал ТЧ - совокупность средств связи и среды распространения, обеспечивающие передачу сигнала в полосе частот: 0,3 - 3,4 кГц с уровнем передачи - 1,5 Нп (- 13 дБ) и уровнем шума +0,5 Нп (+ 4 дБ) на нагрузку 600 Ом.

Для всех каналов, организованных в различных системах связи устанавливается перечень технических характеристик, позволяющих объективно оценить качество связи.

Основными характеристиками являются:

  • остаточное затухание (ОЗ);

  • частотная характеристика остаточного затухания (ЧХОЗ);

  • шумовая защищенность;

  • фазовая характеристика;

  • амплитудная характеристика;

  • коэффициент нелинейных искажений.

На практике в первую очередь измерения подвергаются три первых параметра, как наиболее часто выходящие за допустимые нормы.

ОЗ КТЧ - называют разность между уровнями сигнала частотой 800 Гц на входе и выходе канала при условии:

, т.е.

,где pпер и рпр - абсолютные уровни сигнала на входе и выходе КТЧ соответственно.

Физическая сущность названия “остаточного затухания” видна из другого определения:

Остаточное затухание - это разность между суммой всех затуханий и суммой всех усилений в канале при условии согласованного включения всех его элементов:

,

где:

аi - затухание i - ого элемента канала;

sj - усиление j - ого усилителя в канале.

Если первая сумма больше второй, то в канале произошло затухание (уменьшение уровня) сигнала, если же наоборот, вторая сумма больше, то остаточное затухание будет отрицательным, значит, в канале произошло усиление сигнала.

Схема для измерения остаточного затухания имеет вид (рис.41)


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Похожие:

Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconСправочнике приведены основные понятия и термины из курса лекций...
Чника использован опыт проведения лекций для студентов кафедры менеджмента факультета экономики и управления Северо-Осетинского государственного...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconДомашнее задание от оргкомитета «Привлечение практикующих pr-специалистов...
Онней, и при подготовке специалистов требуются как теоретические, так и прикладные знания. Вузы уделяют большое внимание комплексной...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconКурс лекций для студентов Психоло-педагогических специальностей
Данный курс лекций основан на материале прочитанных автором лекций в различных вузах Москвы и на материале учебной литературы, список...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconКафедра патофизиологии патофизиология в схемах и таблицах (курс лекций)
Настоящее учебное пособие подготовлено коллективом высококвалифицированных патофизиологов, сотрудников кафедры патофизиологии Казахского...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconКурс лекций Красноярск 200 министерство внутренних дел российской федерации
Теория государства и права: курс лекций по специальности 030501. 65 Юриспруденция. – Красноярск: Сибирский юридический институт мвд...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconКурс лекций по общему языкознанию с
Курс лекций по общему языкознанию. Научное пособие. К.: Освита Украины, 2006. 312 с
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" icon«Философские проблемы математики» Курс лекций
Курс лекций «Философские проблемы математики» посвящен философии тех основных проблем, с которыми столкнулась математика в ХХ веке,...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconПрограмма итоговой аттестации выпускников по военной подготовке учебного военного центра
Итоговая государственная аттестация в части военно-профессиональной подготовки выпускников проводится в целях определения уровня...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconПрограмма итоговой аттестации выпускников по военной подготовке учебного военного центра
Итоговая государственная аттестация в части военно-профессиональной подготовки выпускников проводится в целях определения уровня...
Курс лекций по военно-технической подготовке специалистов вус-121800 \" Основы радиоэлектроники \" iconПрограмма итоговой аттестации выпускников по военной подготовке учебного военного центра
Итоговая государственная аттестация в части военно-профессиональной подготовки выпускников проводится в целях определения уровня...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
vb2.userdocs.ru
Главная страница