lektsii_ORE_2015

Рисунок 12.32 - Временные диаграммы частотного детектора

При увеличении частоты ЧМ сигнала, она приближается к резонансной частоте контура fрез и амплитуда колебания uК(t) возрастает. При уменьшении частоты ЧМ сигнала, она удаляется от резонансной частоты контура и амплитуда uК(t) уменьшается. Таким образом, на выходе контура колебание представляет собой модулированный сигнал, у которого изменяется и частота амплитуда и частота (АЧМ сигнал). Затем данный сигнал детектируется амплитудным детектором.

Детекторная характеристика данного детектора представлена на рисунке 12.33. Данная характеристика является нелинейной, а следовательно, при детектировании данным детектором модулирующий сигнал имеет нелинейные искажения.

Рисунок 12.33 - Детекторная характеристика однотактного частотного детектора

Для устранения нелинейных искажений используют балансную

(двухтактную) схему частотного детектора (рисунок 49). В этом детекторе оба колебательных контура взаимно расстроены относительно несущей частоты и имеют различные резонансные частоты ωрез1 и ωрез2, характеристики контуров представлены на рисунке 12.34.

В результате получаем характеристику в, в которой имеется линейный участок между резонансными частотами ωрез1 и ωрез2, который и используется для детектирования. Детекторная характеристика детектора балансного детектора представлена на рисунке 12.35.

Рисунок 12.35Детекторная характеристика балансного частотного детектора

Детектирование фазо-модулированных сигналов

Детектирование ФМ сигналов осуществляется при когерентном приеме. Детектирование этих сигналов осуществляется в два этапа:

преобразование ФМ сигнала в амплитудно-фазо-модулированный сигнал (АФМ);

детектирование АФМ сигнала амплитудным детектором. Принципиальная электрическая схема однотактного фазового детектора представлена на рисунке 12.36.

Рисунок 12.36 - Принципиальная электрическая схема однотактного фазового детектора

Он представляет собой амплитудный детектор, в котором используется опорное колебание. Преобразование ФМ сигнала в АФМ сигнал осуществляется диодом VD. На диод подается два напряжения: опорное колебание uоп(t) с фазой φ = 0 и ФМ сигнал uфм(t). Напряжение диода определяется суммой этих напряжений:

uд(t) = uоп(t)+ uфм(t)

Формирование напряжения на диоде поясняется векторной

диаграммой (рисунок 12.37).

Допустим, в некоторый момент времени ФМ сигнал имеет значение

фазы φфм1 соответствующее наклону вектора uфм1, тогда напряжение на диоде будет соответствовать вектору uд1.

В следующий момент времени фаза ФМ сигнала изменится, и будет

соответствовать углу наклона φфм2 вектора uфм2 (при этом длина вектора соответствует длине вектора uд2, т. к. амплитуда ФМ сигнала не изменяется). Напряжение на диоде в этот момент времени

соответствует вектору uд2. Как видно из диаграммы, вектора uд1 и uд2 имеют различную длину, а соответственно и амплитуду.

. Детекторная характеристика однотактного фазового детектора имеет нелинейный характер, что приводит к нелинейным искажениям модулирующего сигнала.

ЛЕКЦИЯ №23

13.Общие характеристики импульсных сигналов.

Сигнал — физический процесс, несущий информацию. По природе физического процесса делятся на электромагнитные, в частности электрические (телефония, радио, телевидение, мобильная связь, ЛВС, Интернет), световые (оптоволоконный кабель), звуковые (общение людей), пневматические и гидравлические (определенные отрасли автоматики)и др.

Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов.

Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.

Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости.

Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала - Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.

Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы. Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения.

Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формыгармонической. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют

Последовательности импульсов,

повторяющиеся через определенный интервал времени.

Импульсные сигналы бывают

Периодическими

Непериодическими.

Периодическими считаются сигналы, значения которых повторяются через определенный промежуток времени.

По форме импульсы делятся на:

прямоугольные,

треугольные,

пилоОБРАЗНЫЕ и др.

Формы реальных импульсов отличаются от идеальных, вследствие искажений и помех, действующих в каналах

импульсных устройств.

Параметры импульсов:

Фронт — начальная часть импульса, характеризующая нарастание амплитуды Спад — информативный параметр падает до установленного значения.

Вершина — плоская часть импульса, находящегося между передним и задним фронтами.

Амплитуда — наибольшее отклонение информативного параметра сигнала от установленного значения.

Длительность импульса Т1— отрезок времени, измеренный на уровне, соответствующему половине амплитуды Период повторения импульсов Т в импульсной последовательности —

интервал времени между двумя соседними импульсами в импульсной последовательности.

Длительность фронта импульса — это время τF нарастания импульса от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, или время спада τB от 0,9 до 0,1 амплитудного значения.

Среднее квадратичное значение импульса — значение постоянного напряжения, который за одинаковые промежутки времени при одинаковых значениях сопротивления выделяет такую же самую мощность.

Неравномерность вершины δ — разница значений в начале и в конце импульса.

Выброс на вершине b1— кратковременное отклонение сигнала на вершине импульса в начальной его части.

Выброс в паузе B2— кратковременное отклонение сигнала после завершения действия импульса.

13.1 Генераторы импульсных сигналов.

Устройства, предназначенные для генерации импульсов.

По форме импульсов генераторы делятся на Генераторы прямоугольных импульсов и генераторы импульсов Не прямоугольной формы, в частности генераторы пилообразных импульсов.

Чтобы получить импульсы прямоугольной формы с крутыми фронтами, широко применяются так называемые Релаксационные генераторы,

принцип которых основан на использовании усилителей с положительной обратной связью.

Эти генераторы могут работать в одном из таких режимов: ожидания, автоколебания, синхронизации и деления частоты.

В режиме ожидания генератор имеет одно устойчивое состояние. Внешний импульс запуска вызывает переход генератора в новое состояние. В генераторе происходят довольно медленные изменения, которые в конце концов приводят к обратному переходу к начальному устойчивому состоянию. Одновибраторгенератор одиночного импульса

Длительность пребывания генератора во временном состоянии, т. е. длительность импульса, определяется параметрами элементов генератора. Основные требования: стабильность длительности генерированного импульса и устойчивость его начального состояния.

состояния в другое и обратно без влияния какого-либо внешнего фактора при включении питания.

Мультивибратор . Во время этого процесса генерируются импульсы, амплитуда, длительность и период которых полностью определяются параметрами элементов генератора. Основным требованием к таким генераторам является высокая стабильность частоты импульсов.

Режим синхронизации и деления частоты применяется для генерации импульсов, частота которых равна или кратна частоте импульсов синхронизации,

13.2 Мультивибраторы.

Мультивибратор — одни из наиболее распространенных генераторов прямоугольных импульсов. Мультивибратор представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью.

Мультивибратор — это устройство, которое поочередно пребывает в двух временно устойчивых (квазиустойчивых) состояниях. Как активные элементы в мультивибраторе используются биполярные и полевые транзисторы, логические интегральные микросхемы, операционные усилители.

Транзистор в схеме мультивибратора пребывают поочередно в одном из двух режимов: в режиме отсечки и режиме насыщения.

Элементы подобраны так, чтобы обеспечить идентичность каждого из усилительных каскадов, собранных из усилительных каскадов. При R1=R4, R2=R3, C1=C2 и одинаковых параметрах транзисторов мультивибратор называют Симметричным.

Рис 13.1

При полной симметрии схемы после ее включения токи транзисторов и напряжения на конденсаторов и на электродах транзисторов должны быть одинаковыми, а состояние схемы устойчивым. Однако этого никогда не происходит, т. к. идеальной симметрии схемы добиться практически невозможно. Любая, даже самая незначительная асимметрия мгновенно приведет к тому, что один из транзисторов закроется, а другой будет открыт и доведен до режима насыщениядействие ПОС. С1 С2 заряжаются

Допустим, при включении питания ток Iб1 больше Iб2, след транзистор VT1 открыт и насыщен током, проходящим через R3.

Напряжение на его коллекторе минимально. при этом Uб ( U С1)

максимально и Конденсатор , ранее заряженный с полярностью, указанной на рис. 1, через малое сопротивление открытого первого транзистора оказывается подключенным к переходу «база – эмиттер» второго транзистора и удерживает его в запертом состоянии, так как напряжение на его базе Т2 становится отрицательным.

Далее Конденсатор С1 начинает разряжаться.

транзистор и базовый резистор . По мере перезарядки конденсатора, напряжение на базе второго транзистора увеличивается ( становится более положительным).

Когда оно становится равным нулю, второй транзистор открывается, и его коллекторное напряжение уменьшается.

Отрицательный перепад напряжения на коллекторе второго транзистора

запирает первый транзистор (момент времени ). Так как – uс2 соединяется с базой Т1 Это состояние тоже неустойчиво. Как только второй транзистор откроется, а

Схема имеет одно устойчивое состояние, когда Uвых=U-нас= -Еп (диод VD открыт). Из этого состояния схема не может самостоятельно переключить к уровню Uвых=U+нас=Еп.

С приходом положительного запускающего импульса Uзап = Uм > Uср схема переключается к уровню Uвых =U+нас = Еп. После этого начинается заряд конденсатора С через резистор R1. Когда напряжение на конденсаторе Uc достигнет значение Uотп происходит возвращение схемы к уровню Uвых =U-нас =-Еп. В этом состоянии схема пребывает до поступления следующего запускающего импульсе.

13.4.Генераторы линейного изменяющегося напряжения (ГЛИН)

Линейно изменяющимся напряжением (пилообразным импульсом) называют напряжение, показанное на рисунке:

Обратный ход формируется в процессе быстрой разрядки конденсатора после замыкания ключа Кл внешним управляющим сигналом

ЛЕКЦИЯ №24

14.ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.

Источники первичного электропитания.

Кданной группе ИП относятся:

1)химические источники тока (гальванические элементы, батареи и аккумуляторы);

2)термобатареи;

3)термоэлектронные преобразователи;

4)фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи);

5)топливные элементы;

6)биохимические источники тока;

7)атомные элементы;

8)электромашинные генераторы.

Источники вторичного электропитания. Они представляют собой функциональные узлы РЭА или законченные устройства, использующие энергию, получаемую от системы электроснабжения или источника первичного электропитания и предназначенные для организации вторичного электропитания радиоаппаратуры.

14.1 КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.

1. По типу питающей цепи:

1.1ИП, использующие электрическую энергию, получаемую от однофазной сети переменного тока;

1.2ИП, использующие электрическую энергию, получаемую от трехфазной сети переменного тока;

1.3ИП, использующие электрическую энергию автономного источника постоянного тока.

2. По напряжению на нагрузке:

2.1ИП низкого (до 100 В) напряжения;

2.2ИП среднего (от 100 до 1000 В) напряжения;

2.3ИП высокого (свыше 1000 В) напряжения.

3. По мощности нагрузки:

3.1ИП малой мощности (до 100 Вт);

3.2ИП средней мощности (от100 до 1000 Вт);

3.3ИП большой мощности (свыше 1000 Вт).

4. По роду тока нагрузки:

4.1ИП с выходом на переменном токе;

4.2ИП с выходом на постоянном токе;

4.3ИП с выходом на переменном и постоянном токе.

5. По числу выходов:

5.1одноканальные ИП, имеющие один выход постоянного или переменного тока;

5.2многоканальные ИП, имеющие два или более выходных напряжений.

6. По стабильности напряжения на нагрузке:

6.1стабилизированные ИП;

6.2нестабилизированные ИП.

Стабилизированные источники питания имеют в своем составе, по крайней мере, один стабилизатор напряжения (тока) и могут быть разделены: а) по характеру стабилизации напряжения:

- ИП с непрерывным регулированием;- Линейные - ИП с импульсным регулированием.