Основные направления современной радиоэлектроники. Структурная схема радиоканала. Связь частоты сигнала с длиной электромагнитной волны. Диапазоны частот.

Теорема Котельникова. Квантование и дискретизация непрерывных сигналов.

Цифровое представление.

Операция замены непрерывного сигнала s(t) последовательностью его значений (выборок) в соответствии с теоремой Котельникова называется дискретизацией.

Квантованием непрерывного сигнала по уровню называется представление величины сигнала в виде конечного числа разрешенных уровней, отстоящих друг от друга на конечный интервал. Если истинное мгновенное значение уровня сигнала находится внутри этого интервала, то вместо его передается ближайший разрешенный уровень. Если количество уровней квантования равно , то передаваемый при этом сигнал будет содержать не более различных значений. Очевидно, при квантовании сигнала возникает ошибка в передаваемых значениях, обусловленная заменой истинного значения сигнала разрешенным уровнем. Таким образом, можно считать, что квантованный сигнал есть сумма истинного сигнала и ошибки .

 

Теорема Котельникова. Если функция s(t) не содержит частот выше fв, то она полностью определяется последовательностью своих значений в моменты, отстоящиедруг от друга на Δ t = π /ω в = 1/ 2 fв.

Принципиальное отличие дискретизации с использованием ряда Котельникова заключается в том, что отсчеты мгновенных значений сигнала производятся непосредственно в процессе его поступления на вход преобразующего устройства, а для представления в виде ряда Фурье необходимо предварительно полностью зарегистрировать сигнал. Большим преимуществом ряда Котельникова является простота определения его коэффициентов. Полученные в процессе дискретизации мгновенные значения сигнала могут быть равны любой величине в диапазоне изменения сигнала s(t) от smin до smах.

Цифрова́я обрабо́тка сигна́лов — преобразование сигналов, представленных в цифровой форме.

Цифровая обработка сигнала в передатчике: Форматирование,Кодирование источника,Шифрование,Канальное шифрование,Уплотнение,Импульсная модуляция, Полосовая модуляция,Расширение спектра,Множественный доступ,Передача сигналов

Цифровая обработка сигнала в приёмнике: Приём сигналов,Множественный доступ,Сужение спектра,Демодуляция и дискретизация,Детектирование,Разуплотнение

Канальное декодирование,Дешифрование,Декодирование источника,Форматирование.

Форматирование

 

Особенности анализа сигналов в нелинейных цепях. Описание характеристик нелинейных элементов точными и приближёнными (аппроксимирующими) функциями. Аппроксимация характеристик степенными полиномами и кусочно-линейными функциями.

Цепь считается нелинейной, если параметры ее элементов за­висят от токов и напряжений. Такими являются цепи, содержа­щие элементы сопротивления с нелинейными вольт-амперными характеристиками, элементы емкости с нелинейными вольт-кулонными характеристиками и элементы индуктивности с нелинейными ампер-веберными характеристиками, а также реальные радио­электронные цепи с диодами, транзисторами, с резисторами и конденсаторами в виде p-n -перехода. Нелинейный элемент (НЭ) обеспечивает обогащение спектра входного сигнала. В составе этого спектра содержатся составляющие, необходимые для выполнения реализуемого преобразования. Выделение необходимых составляющих осуществляется фильтрующей цепью с необходимой частотной характеристикой. Наиболее широко распространены способы представления нелинейных ВАХ в виде полиномов или линейно-ломаных отрезков. Полиноминальная аппроксимация используется обычно при достаточно малых изменениях входного напряжения в окрестности рабочей точки, а линейно-ломаная - при больших. Рассмотрим аппроксимацию в виде степенного полинома на примере биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Аппроксимациястепенным полиномом

Для транзистора: I – ток коллектора, U - напряжение на базе:

 

; ; .

 

При заданной форме вольт-амперной характеристики коэффициенты определяются положением рабочей точки на характеристике Степень полинома, которой можно ограничить аппроксимирующую функцию, зависит от положения рабочей точки и величины входного напряжения. Метод кусочно-линейной аппроксимации основан на представлении характеристики нелинейного элемента отрезками прямых линий, в результате чего нелинейная цепь может быть описана линейными уравнениями с постоянными (в пределах каждого отрезка) коэффициентами. При наличии в цепи двух и более нелинейных резисторов реализация метода затруднена, так как в общем случае изначально неизвестно, на каких участках ломаных кривых находятся рабочие точки.
11. Обогащение спектра сигнала на выходе нелинейного элемента. Режимы преобразования сигнала: умножение частоты; усиление; амплитудная модуляция, детектирование, выпрямление, преобразование «вверх» и «вниз».

Основные свойства нелинейных цепей: не удовлетворяют принципу суперпозиции и обогащают спектр сигнала. Вследствие этого на выходе возможно получение спектральных компонентов, отсутствующих во входном сигнале, т.е. могут быть выполнены такие процессы обработки сигналов, как модуляция, детектирование, выпрямление, умножение частоты, преобразование частоты, и т.д. Как правило, радиотехнические устройства, реализующие перечисленные выше процессы, состоят из нелинейного элемента и линейной фильтрующей цепи. Нелинейный элемент (НЭ) обеспечивает обогащение спектра входного сигнала. В составе этого спектра содержатся составляющие, необходимые для выполнения реализуемого преобразования. Выделение необходимых составляющих осуществляется фильтрующей цепью с необходимой частотной характеристикой.

Амплитудная модуляция. Модуляция есть процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания под воздействием относительно низкочастотного управляющего модулирующего сигнала. В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот, где передача электромагнитных сигналов посредством излучения более эффективна. Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Вкачестве несущего могут быть использованы колебания различной формы(прямоугольные, треугольные и т.д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазоваяи др.).Сигнал с амплитудной модуляцией (АМ) и гармоническим несущим колебанием записывается в вид -- модулирующий (управляющий) сигнал, - несущая, k – коэффициент пропорциональности.

Умножение частоты Наличие в составе тока усилителя, работающего в нелинейном режиме, гармоник, кратных основной частоте возбуждения, позволяет использовать его в качестве умножителя частоты. Для этого необходимо настроить нагрузочный колебательный контур на частоту выделяемой гармоники.

Детектированием называется такой процесс преобразования сигнала, в результате которого появляется НЧ составляющая, обусловленная сигналом модуляции и выделяемая фильтром низких частот (ФНЧ). В идеале воспроизводится Ei(t). Выпрямление есть частный случай детектирования, когда из спектра преобразованного сигнала выделяется только постоянная составляющая (нулевая гармоника), и на выходе получается постоянное напряжение или ток. Для выпрямления в качестве E(t) целесообразно использовать немодулированное колебание с постоянной амплитудой, т.е. когда E\(t) = E\.Выпрямление можно рассматривать, как детектирование немодулированного сигнала. С другой стороны детектирование AM колебания есть не что иное, как выпрямление ВЧ сигнала с медленно меняющейся амплитудой E\(t).

12.Электропроводность полупроводников, образование и свойства p-n-перехода. Классификация полупроводниковых приборов. Полупроводниковые диоды и их вольт-амперные характеристики.

Полупроводниками в физике принято называть материалы с удельным сопротивлением ρ = 10³ – 10⁹ Ом⋅см. Полупроводники имеют собственную электропроводность, которая называется примесной при внесении примеси. Образование электронно- дырочного перехода вблизи границы, разделяющей области полупроводника с различным типом электропроводности, обусловлено следующими явлениями. Диффузия основных носителей p- и n-областей в противоположную область приводит к возникновению вблизи границы объемных электрических зарядов – положительного в n-области и отрицательного в p-области. Эти заряды обусловлены появлением неском-пенсированных ионизированных атомов донорной примеси (положительные неподвижные заряды) в n-области и нескомпенсированных ионизированных атомов акцепторной примеси (отрицательные непод-вижные заряды) в p-области. Между нескомпенсированными зарядами в n- и p-областях возникает электрическое поле напряженностью E, называемое внутренним, и контактная разность потенциалов: . Электрическое поле препятствует дальнейшей диффузии носителей заряда через переход, при этом возникает потенциальный энергетический барьер для основных носителей величиной . Вектор напряженности внутреннего электрического поля в p-n-переходе направлен от n-области к p-области. Поэтому возникшее электрическое поле вызывает дрейфовый перенос носителей из области, где они являются неосновными, в ту область, где они становятся основными носителями. Электроны дрейфуют из p-области в n-область, а дырки наоборот. Дрейфовый ток имеет направление, встречное диффузионному. При отсутствии внешних воздействий на переход устанавливается состояние динамического равновесия, при котором суммарный ток через переход равен нулю. Ширина перехода δ определяется следующим выражением:

Полупроводниковые приборы разделяют по их функциональному назначению, а также по количеству электронно-дырочных переходов. Беспереходные: терморезисторы, позисторы, варисторы, фоторезисторы; с одним p-n переходом: выпрями-тельные, стабилитроны, варикапы, светодиоды; с двумя и более p-n переходами: биполярные транзисторы, полевые транзисторы, тиристоры, фототранзисторы; интегральные микросхемы: полупроводниковые, гибридные. Зависимость тока, протекающего через диод, от величины и полярности приложенного к его выводам внешнего напряжения называется ВАХ диода. Уравнение называют теоретической, или идеализированной, ВАХ диода. В нем не учтено последовательное сопротивление потерь диода, т.е. суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, омических контактов и выводов диода.

С учетом этого сопротивления реальная ВАХ диода имеет вид

На рис. изображены реальная ВАХ (сплошная линия) и теоретическая ВАХ (пунктирная линия). Из-за существенного различия значений прямого и обратного токов и напряжений прямые и обратные ветви ВАХ выполнены в различном масштабе. Прямая ветвь реальной ВАХ, сдвинута в сторону больших значений прямых напряжений при Iпр = const. Различие между теоретической и реальной ВАХ в области обратных напряжений обусловлено неучтенной в тепловой генерацией носителей заряда в обедненном слое. С ростом обратного напряжения U обр ширина δ, а значит, и объем обедненного слоя растет, что приводит к росту числа процессов термогенерации электронно-дырочных пар, которые полем обратновключенного перехода выносятся из области перехода, увеличивая обратный ток. Поэтому Iобр не остается постоянным, а медленно возрастает с ростом U обр.

13. Устройство и принцип действия биполярного транзистора БТ, Классификация, ре­жимы работы БТ, Коэффициент передачи по току.

Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p-n-переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явле­ниями инжекции и экстракции носителей заряда. Два взаимодействующих электронно-ды­рочных перехода имеются в полупроводниковых структурах, содержащих три области полу­проводника с чередующимся типом проводимости. На рис. 4.1, а, б показано устройство и УГО БТ со структурой р-n-р- и n-р-n-типа соответственно. Принцип их действия одинаков, различие заключается только в полярности подключения источников внешнего напряжения и в направлении протекания токов через электроды.

Одну из крайних областей транзисторной структуры легируют сильнее, ее используют обычно в режиме инжекции и называют эмит­тером. Промежуточную область называют ба­зой, а другую крайнюю область – коллекто­ром. Коллекторная область предназначена для экстракции инжектированных в базу носителей заряда. Электронно-дырочный переход между эмиттерной и базовой областями называют эмиттерным, а между коллекторной и базовой – коллекторным. Чтобы переходы транзистора были взаимодействующими, ширина базы должна быть много меньше диффузионной длины неосновных носителей базы. Для повыше­ния эффективности экстракции носителей в коллектор площадь поперечного сечения коллек­торного перехода должна быть много больше площади поперечного сечения эмиттерного пе­рехода. Режимы работы БТ отличаются включением двух его переходов, каждый из которых может быть открыт или закрыт. Поэтому различают следующие режимы работы транзистора. В активном режиме эмиттерный переход включен прямо (открыт), коллекторный – обратно (закрыт). Данный режим является основным, поскольку области БТ выполняют собственные функции. В нем транзистор работает в усилительных устройствах. В режиме отсечки оба перехода БТ включены обратно, их сопротивления велики, токи малы, а напряжения на них определяются напряжением внешних источников. В режиме насыщения оба перехода БТ включены прямо, их сопротивления малы, токи велики, а напряжения на них малы. В им­пульсных устройствах под действием входного сигнала БТ переключается из режима отсечки в режим насыщения и обратно, очень быстро минуя при этом активный режим работы. В ин­версном режиме коллекторный переход включен прямо, эмиттерный обратно. Коллектор при этом выполняет функции эмиттера, а эмиттер – функции коллектора. Поскольку структура БТ в общем случае не является полностью симметричной, то эффективность работы в данном ре­жиме оказывается хуже, чем в активном. Поэтому данный режим работы на практике не ис­пользуется. Классификация биполярных транзисторов. По мощности, рассеиваемой кол­лектором, транзисторы бывают: малой мощности P к max ≤ 0,3 Вт; средней мощности 0,3 Вт < Р к max ≤ 1,5 Вт; большой мощности P к max > 1,5 Вт. По частотному диапазону в зависимо­сти от граничной или максимальной рабочей частоты транзисторы делятся на низкочастотные fгр ≤ 3 МГц; средней частоты 3 МГц < fгр ≤ 30 МГц; высокочастотные 30 Мгц < f гр ≤ 300 МГц; сверхвысокочастотные fгр > 300 МГц. Эффективность передачи электрических сигналов со входа на выход оптрона определяется коэффициентом передачи по току Ki, т.е. отношением тока на выходе оптрона Iвых к вызвавшему его входному току Iвх: для статического режима Ki = Iвых/Iвх; для динамического режима Kiд = dIвых/dIвх.

 

14. Схемы включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК).

В зависимости от того, какой из выводов транзистора является общим для входной и выход­ной цепей, различают три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК). На рис. 4.2 показаны полярности подключе­ния внешних источников напряжения и направления протекания токов транзистора, соответ­ствующие активному ре­жиму работы, для трех схем включения. Для схем с ОЭ и ОК смена включения пере­ходов, а значит, и режимов работы БТ происходит как при изменении абсолютных значений источников напряжения, так и при смене полярности их подключе­ния. Рассмотрим принцип действия БТ р-n-р-типа в активном режиме, включенного с ОБ. При увеличении прямого напряжения Uэб на эмиттерном переходе снижается его потенциальный барьер, что вызывает рост инжекции дырок из эмиттера в базу и электронов из базы в эмиттер. Поскольку концентрация примеси в эмиттере много больше концентрации при-меси в базе (концентрация основных носителей эмиттера много больше концентрации основных носителей базы), то инжекция дырок из эмиттера в базу доминирует над инжекцией электронов из базы в эмиттер. Через эмиттерный переход протекает ток инжекции, имею­щий две составляющие: дырочную I эр и электронную I эn. Процесс инжекции характеризу­ется коэффициентом инжекции (эффективностью эмиттерного перехода) γ = I эр/ (I эр + I эn), показывающим, какую долю от полного тока эмиттера составляет ток инжектированных в базу носителей. В результате инжекции дырок из эмиттера в базу возрастает их концентра­ция вблизи эмиттерного перехода. Это приводит к диффузионному движению дырок через базу к коллекторному переходу. Поскольку ширина базы значительно меньше диффузионной длины дырок, то незначительная их часть рекомбинирует с собственными носителями базы – электронами, создавая рекомбинационную составляющую тока базы I б рек. Процесс пере­носа неосновных носителей через базу характеризуется коэффициентом переноса ε = I кр/I эр, где I кр – ток, образованный дырками, дошедшими до коллекторного перехода в об-ласти базы. Дырки, подошедшие к обратновключенному коллекторному переходу, попада-ют в его ускоряющее поле и экстрагируют в коллектор, создавая управляемую составляющую тока коллектора I к упр. Экстракция дырок может сопровождаться ударной ионизацией атомов полупроводника и лавинным умножением носителей заряда в коллекторном пере-ходе. Кроме управляемого тока коллектора I к упр через коллекторный переход протекает об­ратный неуправляемый ток I кб0, обусловленный экстракцией собст- венных неосновных но­сителей базы (дырок) и коллектора (электронов). Поэтому для полного тока коллектора справедливо выражение Iк = αIэ+Iкб0. Обратный ток коллекторного перехода Iкб0 совпадает по направлению с управляемым током коллектора, а в цепи базы Iкб0 противоположен току рекомбинации, поэтому полный ток базы определяется разностью Iб = Iб рек – I кб0. Согласно закону Кирхгофа для токов можно записать выражение, связывающее токи всех трех выводов БТ: I э = I k + Iб, которое называют внутренним уравнением транзистора. В транзисторе, включенном по схеме с ОБ, отсутствует усиление по току (1 < α), но происхо­дит усиление входного сигнала по мощности. В ак­тивном режиме токи коллектора и эмиттера практически равны, а незначительный ток базы равен их разности.

15. Система H-параметров и статические ВАХ транзистора в схеме с ОЭ. Транзистор в активном режиме работы описывается различными системами дифференциальных параметров, которые рассматриваются как линейные, а сам транзистор является в этом случае линейным четырехполюсником. Для транзистора как четырехполюсника характерны два значения тока I₁ и I₂ и два значения напряжения U₁ и U_2.

Взаимосвязь между входными и выходными напряжениями и токами линейного четырехполюсника выражается различными системами параметров, в частности наиболее часто используются три системы: Z-;Y-; и H- параметры.

Система H–параметров вводится как система, у которой независимыми являются Iвх и Uвых, а зависимыми Iвых и Uвх. Uвх = h₁₁I_вх + h₁₂U_вых; I_вых = h₂₁I_вх + h₂₂U_вых.

Значения коэффициентов в уравнении для h-параметров имеют следующий вид:

- входное сопротивление при коротком замыкании на выходе;

- выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи;

- коэффициент обратной связи при холостом ходе во входной цепи;

- коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе.

Статическими ВАХ называются зависимости между входными и выходными токами и напряжениями транзистора при отсутствии нагрузки. Каждая из схем включения транзистора характеризуется четырьмя семействами статических характеристик:

1. Входные характеристики – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянстве напряжения на выходе;

2. Выходные характеристики – это зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированном значении входного тока

3. Характеристика обратной связи по напряжению

4. Характеристика передачи по току

 

Усилители постоянного тока

Усилители постоянного тока (УПТ) в настоящее время чаще всего рассматриваются как широкополосные усилители с полосой частот, на­чинающейся от fн=0. Верхняя граница рабочей полосы частот у современ­ных интегральных усилителей может достигать величины в несколько ГГерц.

При построении УПТ необходимо учесть, что связь источника сигнала со входом усилителя и межкаскадные связи не могут быть осуществ­лены в УПТ с помощью реактивных элементов - конденсаторов и транс­форматоров, а только с использованием гальванической связи. Гальвани­ческой называют связь, осуществляемую с помощью элементов, обла­дающих проводимостью как на переменном, так и на постоянном токе. Элементами гальванической связи могут быть резисторы, диоды, провод­ники. Если используются проводники, то гальваническую связь называют непосредственной.

Особенностью УПТ является трудность обеспечения параметров ре­жима покоя каскадов. Параметры режима покоя каскада рассчитываются с учетом элементов, относящихся к выходной цепи предыдущего каскада и входной цепи последующего каскада. При выборе схемы каскада особое внимание уделяется обеспечению стабильности параметров режима покоя в отношении влияния всех дестабилизирующих факторов: изменение тем­пературы; изменение напряжения источников питания: изменение пара­метров окружающей среды (давление, влажность); старение элементов и др.

Основными способами уменьшения дрейфа нуля являются: применение глубоких отрицательных обратных связей; использование термо-компенсирующих элементов (резисторов, диодов, транзисторов); преобра­зование постоянного тока в переменный с последующим его преобразова­нием в постоянный; применение балансных (мостовых) схем и др. Для работы в диапазоне частот, начиная от постоянного тока. из схемы усилителя необходимо исключить все реактивные элементы. В ча­стности, при переходе к УПТ. схема с эмиттерной стабилизацией сохра­няет все сопротивления цепей смещения, т.е. элементы схемы температур­ной стабилизации. Но при этом коэффициент усиления ее резко уменьша­ется. так как нешунтированное емкостью сопротивление Rэ - сопротив­ление отрицательной обратной связи включается в цепь протекания по­лезного сигнала и увеличивает входное сопротивление, в соответствии с выражением

Rbx=R₁|| R₂ ||[r_б+(r_э + R_э)(1 + h21э)]

Коэффициент усиления в этом случае уменьшается до величины, равной 3-5.

 

24. Дифференциальный каскад. Параметры и характеристика ДУ.

Дифференциальный усилитель (ДУ) представляет симметричную схему с двумя входами и двумя выходами. Вход, обозначенный символом «+», называют неинвертирующим. Вход, обозначенный символом «–», называют инвертирующим. Поскольку схема имеет два выхода, в качестве выходного можно использовать напряжения Uвых1 и Uвых2, или их разность Uвых = Uвых1- Uвых2. В последнем случае выход дифференциального усилителя называют симметричным. Сигналы на входе дифференциального усилителя представляют в виде суммы дифференциальной и синфазной составляющих: Из последних равенств следует, что дифференциальный сигнал равен разности входных напряжений:

,а синфазный – их полусумме: Uсф =(Uвых1+Uвых1)/2. Важное свойство дифференциального усилителя заключается в том, что он усиливает дифференциальные и ослабляет синфазные составляющие сигнала. Одним из главных параметров дифференциального усилителя является коэффициент ослабления синфазного сигнала, который показывает, во сколько раз коэффициент усиления дифференциального сигнала больше коэффициента синфазного сигнала: Косс=Кд/Ксф. Дифференциальные усилители находят широкое применение в аналоговых интегральных схемах: операционных усилителях, аналоговых перемножителях, компараторах и т. д. Это объясняется следующими причинами.

Коэффициент усиления дифференциального сигнала

. Для симметричного выхода .

Коэффициент усиления синфазного сигнала

.

Коэффициент ослабления синфазного сигнала

.

Для симметричного выхода напряжение синфазной составляющей , поэтому .
Входные сопротивления дифференциальных усилителей на биполярных транзисторах

Входное сопротивление для дифференциальной составляющей

.

Входное сопротивление для синфазной составляющей

.

Дифференциальные усилители находят широкое применение в электронике и измерительной технике при усилении слабых сигналов. ДУ являются важными функциональными узлами аналоговых интегральных схем.

 

Операционные усилители и их параметры. Примеры использования ОУ с обратной связью для реализации

Операционный усилитель (ОУ) - это усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, характеристики которого близки к характеристикам так называемого “идеального усилителя. ОУ имеет большой коэффициент усиления по напряжению К>>1 (К=104...106), большое входное (Rвх=0.1...100 МОм) и малое выходное (Rвх=10...100 Ом) сопротивления. В линейных усилителях применяют ОУ только с цепями отрицательной обратной связи (ООС), которая уменьшает коэффициент усиления К по напряжению до 1...103, но одновременно с этим уменьшает зависимость К от температуры, напряжения питания, увеличивает Rвх.ус и уменьшается Rвых.ус. Применение ОУ в усилителях без цепей ООС недопустимо, так как увеличивается опасность нарушения устойчивости ОУ и усложняются цепи коррекции частотной характеристики в широкой полосе частот.

Основные параметры операционных усилителей

1. К – собственный коэффициент усиления ОУ (без обратной связи). Коэффициент усиления К равен отношению выходного напряжения к вызвавшему это приращение дифференциальному входному сигналу при отсутствии обратной связи (составляет 103…107) и определяется при

холостом ходе на выходе. К = Uвых/Uвх.д.

2. Uсдв - Выходное напряжение сдвига. Небольшое напряжение, возникающее из-за несимметрии плеч ОУ при нулевом напряжении на обоих входах. Обычно Uсдв имеет значение 10 - 100 мВ.

3. Iсм - Входной ток смещения. Ток на входах усилителя, необходимый для работы входного каскада операционного усилителя.

4. Iсдв - Входной ток сдвига. Разность токов смещения появляется вследствие неточного согласования входных транзисторов. сдв см1 см2 I = I − I.

5. Rвх - Входное сопротивление. Как правило, Rвх имеет значение до 1-10мегаом.

6. Rвых - Выходное сопротивление. Обычно Rвых не превосходит сотен Ом.

7. Косс - Коэффициент ослабления синфазного сигнала. Характеризует способность ослаблять сигналы, приложенные к обоим входам одновременно.

8. Ток потребления. Ток покоя, потребляемый операционным усилителем.

9. Потребляемая мощность. Мощность, рассеиваемая операционным усилителем.

10.Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс).

11. U пит. - Напряжение питания.

12.Переходная характеристика. Сигнал на выходе усилителя при подаче на его вход скачка напряжения.

Трансформаторы

Наиболее важными характеристиками трансформаторов можно считать:

Коэффициент трансформации n = w2 / w1, где w1, w2 – числа витков первичной и вторичной обмоток соответственно. При n > 1 трансформатор называется повышающим, при n < 1 – понижающим. Номинальная мощность соответствует номинальной нагрузке, при которой трансформатор работает с допустимыми искажениями. Коэффициент полезного действия η характеризует потери мощности в трансформаторе и определяется отношением выходной мощности P2 трансформатора к входной P1: η = P2/P1.

Однополупериодный выпрямитель с емкостной нагрузкой

Однофазная двухтактная схема выпрямителя с емкостной на-

Грузкой

Основные направления современной радиоэлектроники. Структурная схема радиоканала. Связь частоты сигнала с длиной электромагнитной волны. Диапазоны частот.

Основные направления современной радиоэлектроники: связь (проводная связь, фототелеграфная связь, радиосвязь), радиоэлектронная аппаратура широкого применения (это звукозапись, звуковоспроизведение, усилительная аппаратура, радиоприемная аппаратура, телевидение, электронные часы и т.д.), промышленная электроника (управление промышленными процессами, измерительная аппаратура, устройства электропитания, автоматики, телеуправления, медицинская аппаратура), вычислительная техника и техническая кибернетика (электронные устройства вычислительной техники, автоматические системы управления, обучающие и контролирующие машины и т.д.), специальная техника (радиолокация, радионавигация, инфракрасная техника, ядерная электроника, биологическая электроника, оптические квантовые генераторы). Диапазоны радиоволн и радиочастот:

Чем короче волна, тем выше частота. Лямда=C/f

Заметим, что в бытовой практике существует несколько иное распределение волн по диапазонам. Так к длинным волнам относят волны, частоты которых не превышают 500 кГц, к средним волнам – частоты которых находятся в пределах 500…1600 кГц, к коротким волнам – частоты которых лежат в пределах от 1,6 МГц до 30 МГц, к ультракоротким волнам частоты которых лежат в пределах от 30 МГц до 300 МГц и волны СВЧ диапазона, частоты которых превышают 300 МГц.

Структурная схема радиоканала

Радиопередатчик – радиоэлектронное устройство (РЭУ), предназначенное (совместно с антенной) для получения модулированных колебаний в диапазоне радиочастот и их последующего излучения в виде электромагнитных волн. Передатчик преобразует сообщение в сигнал. Радиоприемник – РЭУ, предназначенное (в сочетании с антенной) для приема радиосигналов и преобразования их к виду, позволяющему использовать содержащуюся в них информацию. Антенна – РЭУ, предназначенное (в сочетании с радиопередатчиком или радиоприемником) для излучения или (и) приема радиоволн. В антенне происходит преобразование ЭМ колебаний в распространяющиеся в пространстве радиоволны или обратное преобразование радиоволн в ЭМ колебания.

2.Классификация сигналов. Гармонические колебания и их описание. Гармонический анализ периодических и непериодических сигналов. Ряд Фурье и Интегральные преобразования Фурье. Примеры сигналов со сплошным и дискретным спектрами

Классификация сигналов: одномерные ( сигнал, описываемый одной функцией времени u (t)), многомерные ( множество одномерных сигналов), детерминированные (позволяет точно предсказать мгновенные значения в любой момент времени), случайные сигналы ( точное предсказание значений которого в любой момент времени невозможно), непрерывные (описывается непрерывной функцией времени s (t)), импульсные (сигналы, которые представляют собой импульсы, которые существуют лишь в пределах конечного отрезка времени), аналоговые ( сигнал, значения которого можно измерять в любой момент времени, дискретные ( сигнал задаётся последовательностью его значений s (ti) в дискретные моменты времени), цифровые (особая разновидностью дискретных сигналов в которых отсчётные значения s(ti) представлены в форме чисел). Гармоническое колебание — явление периодического изменения какой-либо величины, при котором зависимость от аргумента имеет характер функции синуса или косинуса.Гармонические колебания можно представить различными способами: функциями времени; вращающимися векторами; комплексными числами; амплитудными и фазовыми спектрами. Черты гармонич. колеб.: простота технической реализации генераторов; минимальная полоса частот занимаемая гарм. кол.; неизменность формы гарм. кол. при прохождении через линейную цепь с постоянными параметрами. Гармонический анализ − это раздел математики, который изучает

возможности представления функций в виде тригонометрических рядов и

интегралов. Гармоническим анализом или спектральным разложением называется операция представления непрерывных детерминированных сигналов в виде совокупности постоянной составляющей и суммы гармонических колебаний с кратными частотами. Для периодического сигнала:

Таким образом, периодический сигнал представляется независящей от времени постоянной составляющей и бесконечным набором гармонических колебаний, так называемых гармоник.

При проведении гармонического анализа непериодических сигналов

используется прием, при котором конечные или финитные сигналы заменяются периодическими с бесконечно большим периодом следования T →∞.