Лекция №1

§ Понятия о радиотехнических системах.

Классы РТС:

Системы передачи информации.

Системы извлечения информации.

Системы радиопротиводействия.

1. Системы передачи информации

Аналоговая схема.

а) передающий тракт:

; ;

б) приемный тракт:

Без источников электропитания системе работать не будут.

Цифровая схема:

К модулятору передатчика

Операции при АЦП:

1. Дискретизация по времени.

Частота дискретизации должна быть в 2 раза выше, чем частота наивысшей составляющей в спектре дискретизируемого сигнала.

2. Дискретизация по уровню.

Достигается разбиением сигнала по уровню.

3. Каждую выборку по времени и по уровню нужно представить в виде бинарного кода.

Кодер сигнала – предназначен для удаления избыточности в исходном цифровом потоке.

Кодер канала – вводится условная избыточность для того, чтобы защитить информацию в канале связи.

2. Системы извлечения информации

- радиолокационная система;

- радиотелескоп.

В активных системах производим радиоизлучение в сторону объекта. А по отраженному от объекта сигналу с помощью антенны мы даем характеристики объекта. В активных системах мы находим непосредственно электромагнитного излучения от объекта.

3. Системы радиопротиводействия

Таблица распределения спектра электромагнитных колебаний

Обозначение	Диапазон частот	Диапазон длин волн	Название
ОНЧ НЧ СЧ ВЧ ОВЧ УВЧ СВЧ ГВЧ КВЧ	3…30 кГц 30…300 кГц 300…3000 кГц 3…30 МГц 30…300 МГц 300…3000 МГц 3…30 ГГц 30…300 ГГц 0,3…3 ТГц	100…10 км 10…1 км 1000…100 м 100…10 м 10…1 м 100…10 см 10…1 см 10…1 мм 1…0,1 мм	мириаметровые километровые гексаметровые декаметровые метровые дециметровые сантиметровые миллиметровые децимиллиметровые

Оптический диапазон

Инфракрасное излучение	3…400 ТГц	10∙10-4…0,76∙10-6 Гц
Видимый свет	400…750 ТГц	0,76∙10-6…0,4∙10-6 Гц
Ультрафиолет	75∙1013…30∙1015 Гц	0,4∙10-46...10-8 Гц
Рентген	3∙1016…30∙1018 Гц	10-8…1011 Гц
γ- излучение	> 30∙1018	> 10-11 Гц

ОНЧ, НЧ, СЧ – электромагнитные волны, которые распространяются с дифракционными явлениями на большие расстояния, но информационная емкость у них очень низкая, а также они требуют очень больших антенн.

§ Типы селективности в РТС.

- пространственная селективность (реализуется диаграммой направленности антенной системы передатчика и приемника;

- поляризационная селективность(реализуется диаграммой направленности антенной системы);

- частотная селективность (реализуется частотно-избирательными цепями передатчика и приемника, при этом каждой РТС устанавливается своя полоса рабочих частот);

- временная селективность (реализуется времязадающими цепями передатчика и приемника);

- комбинированная селективность(частотно-временная);

- амплитудная селективность(реализуется с помощью пороговых устройств);

- селективность по форме сигнала (системы с кодовым разделением).

Литература:

1. Головин ”Радиоприемные устройства”,2001г.

2. ”Источники электропитания эл. средств” Костиков, Парфенов, Шахнов; 2001г.

3. Справочник ”Источники электропитания РЭА” Дерезин, Шахнов, Костиков.

4. Итвин, М.Готли ”Источники питания, инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы”, 2000г

Лекция №2

§ Источники электропитания РЭА.

Основные параметры источников электропитания:

1. Номинальное значение ;

2. относительная стабильность :

либо ;

3. номинальное значение ;

4. ;

5. ;

6. внутреннее сопротивления :

7 . зависимость от (внешняя характеристика);

8. для источников постоянного тока – пульсации

9. для источников переменного тока - ; форма этого напряжения; искажение формы.

Классификация источников электропитания

П ервичные источники – это источники, в которых любые виды энергии преобразуются в электрическую энергию.

Параметры первичных источников не удовлетворяют требованиям конкретной РЭА (чаще всего).

Вторичные источники– из первичного источника вырабатывает необходимые параметры.

Классификация вторичных источников

Тип первичного источника (питающей сети);

- переменный ток;

- постоянный ток.

2. По номинальному значению :

- низковольтные (до 100 В);

- средневольтные (100…1000 В);

- высоковольтные (>1 kВ).

3. По :

- микромощные (до 1 Вт);

- маломощные (1…10 Вт);

- средней мощности (10..100 Вт);

- повышенной мощности (100…1000 Вт);

- большой мощности (> 1 кВт).

4. Род : постоянного либо переменного тока;

5. Число выходов:

- одноканальные;

- многоканальные.

6. По стабильности:

- стабилизированные:

- низкая точность (> 5 %);

- средняя точность (1…5 %);

- высокая точность (0.1…1 %);

- прецизионная точность (< 0.1 %);

- не стабилизированные.

7. По пульсациям (для источников постоянного тока):

- малые пульсации (< 0.1 %);

- средние пульсации (0.1…1 %);

- большие пульсации (> 1 %).

Структурные схемы ИЭП (источников электропитания).

1. Источники переменного тока.

а) нерегулируемый выпрямитель:

Z_n

, где Т – трансформатор (преобразовывает напряжение первичного источника );

В – выпрямитель (преобразовывает U~ в пульсирующее напряжение);

Ф – фильтр (необходим для сглаживания пульсаций).

б )стабилизированный выпрямитель:

, где Ст - стабилизатор.

Недостаток: большие массогабаритные показатели.

в ) безтрансформаторный ВЧЭП:

, где ВВ – высоковольтный выпрямитель;

И(р) – ивертор регулируемый (преобразовывает постоянное напряжение в переменное);

СППФ – сетевой помехоподавляющий фильтр (предназначен для уменьшения импульсных помех из сети в источник питания и наоборот уменьшение помех нашего источника питания).

2 . Источник постоянного тока

Конвертор ( совокупность U_р, Т, В и Ф) – преобразовывает постоянное напряжение в постоянное, но другого номинала.

3. Источники бесперебойного питания

Выпрямители . Основные схемы .

1 . однофазный однотактный В:

m=1

Применяется до 100 Вт; , т.е. низкая частота пульсаций. Характерно явление насыщения трансформатора;

2. двухфазный однотактный В:

m=2

Нет подмагничивания. Т должен иметь две обмотки.

3. однофазный двухтактный В (мостовая схема, схема Греца):

Самая широкополосная.

m=2, , но в этой схеме одна обмотка.

Применяется до 1 кВт;

4. трехфазный однотактный В:

m =3

5. трехфазный двухтактный В (мостовая схема Ларионова):

m=6;

Для сравнительного анализа вводится коэффициент фаз выпрямления:

, где - число фаз выпрямляемого напряжения;

- количество выпрямляемых полупериодов выпрямляемого напряжения.

Параметры, характеризующие В:

, - средневыпрямленные значения напряжения и тока;

;

- коэффициент пульсаций;

.

Параметры, характеризующие вентиль (Ве):

, , .

Параметры, характеризующие трансформаторы (Т):

действующие значения U и I вторичных и первичных обмоток ( , , , );

коффициент трансформации;

.

Лекция №3

Анализ работы выпрямителя, работающего на активную нагрузку.

З адано: , ;

- сопротивление трансформатора приведенное ко вторичной обмотке;

- прямое сопротивление вентиля (в открытом состоянии);

- гармоническая функция.

Считаем что вентиль идеальный.

;

, ;

;

, ;

;

Для того, чтобы найти I₀ воспользуемся разложением в ряд Фурье.

;

;

% - коэффициент пульсаций;

Действующие значения напряжения и тока:

;

.

Влияние фаз выпрямления на работу выпрямителя (нагрузка активная):

Увеличение фаз выпрямления используется для получения больших мощностей.

Влияние реактивностей в нагрузке на работу выпрямителя.

Гипотетически:

1) все фильтры работают благодаря закону сохранения энергии:

- энергия индуктивности скачком изменятся не может.

;

Предполагаем, что в нашем случае :

.

.

Индуктивность в схемах с m=1 никогда не применяется, это не имеет никакого физического смысла.

2) m=2

Индуктивная нагрузка исключает перегрузку вентиля по току.

Емкостная нагрузка:

 -угол отсечки половины интервала времени, в течении которого протикает ток через элемент.

Емкостной характер нагрузки приводит к существенному увеличению выпрямленного тока.

Современные источники питания включают в себя системы защиты от перегрузок.

При наличии сложного L-C фильтра характер нагрузки выпрямителя определяется по первому элементу в схеме.

Выпрямители с умножением напряжения.

Используются для получения очень высоких напряжений (1….100 кВ), но при этом ток нагрузки не более единиц мА.

Строятся на основе выпрямителя с емкостной нагрузкой.

Бывают:

1. несимметричные

2. симметричные

Несимметричный удвоитель напряжения

Это исходная схема для получения многокаскадного умножения.

Лекция №4

Симметричный удвоитель напряжения (схема Латура)

Симметричный удвоитель напряжения изображен на рис. 1.

U_C2U_2m

U_C1U_2m

В один полупериод заряжается одна емкость, в другой – вторая емкость.

U_Н=U_С1+U_C2=2U_2m

Симметричный умножитель напряжения

U_C1U_2m;

U_C2=U_2m+U_C1=2U_2m;

U_C3=U_2m+U_C2=3U_2m;

U_C4=U_2m+U_C3=4U_2m и т.д. до достижения требуемого напряжения.

Недостаток схемы (рис. 2): из принципа работы видно, что на всех конденсаторах разное рабочее напряжение требуются различные номиналы конденсаторов.

§ Особенности работы выпрямителя при питании импульсами прямоугольной формы.

Недостатки работы выпрямительного диода при питании импульсами прямоугольной формы: проявляются инерционные свойства выпрямительного диода (смотри рис. 4). На рисунках коммутационные явления имеют вид изгибов (рис. 4). Рассмотрим работу выпрямительного диода, схема включения которого изображена на рис. 3.

Комментарии к рис. 4:

t_восст – время восстановления диода;

t_расс – время рассасывания носителей;

I_пр и I_обр – соответственно прямой и обратный ток диода;

I_пр = U_{вх (+)} / R_н ; I_обр = U_{вх (-)} / R_н

Вместо обычных диодов (см. рис. 3), где ярко выражены инерционные явления, используют диоды Шотки, где инерционные явления выражены слабее.

Инерционные явления в выпрямительном диоде (большой обратный ток) сильно подразряжают емкость С_ф и сильно увеличивают пульсации. Поэтому такое включение диода (рис. 5) практически не используют.

Рассмотрим другой случай включения выпрямительного диода (рис. 6):

В схеме, изображенной на рис. 6 нет подразряда емкости С_ф из-за наличия индуктивности L. Поэтому эту схему часто используют на практике. Рассмотрим работу этой схемы (рис. 7).