1. Линейность.

Если x3(nT) = c1x1(nT) + c2x2(nT),

то X3(z) = c1X1(z) + c2X2(z).

2. Теорема сдвига.

Если x2(nT) = x1((n - m)T),

то X2(z) = x1(- mT) + x1((- m + 1)T)z –1 + x1(-T) z – (m -1) + z – mX1(z). X2 (z) = z - m X1(z).

3.Теорема о комплексной свёртке.

Если x3(nT) = x1(nT) + x2(nT), то

где с- замкнутый контур в комплексной  - плоскости, охватывающей все особенности функции X1() X2(z/) -1, лежащие в окружности с центром в точке 0 м с радиусом, равным z.

Б18.3 Принципы построения регистров. Их назначение, виды, характеристики, применение.

Регистр предназначен для хранения многоразрядных двоичных чисел (слов). Поэтому его основу составляют запоминающие элементы – триггеры. В каждом из них хранится цифра разряда числа.

Кроме хранения, регистр может осуществлять сдвиг принятого слова, преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот, преобразование кода из прямого в обратный (когда единицы заменяются нулями, а нули – единицами) и наоборот, и не-которые арифметические и логические операции.

В соответствии со способом ввода и вывода разрядов числа различают регистры параллельные, последовательные и комбиниро-ванные.

Параллельные регистры.

Состоят из разрядных схем, не связанных между собой и не выполняют операции сдвига слов.

На схеме представлен параллельный регистр с однофазным входом и выходом, который принимает слово за два такта. На первом такте все триггеры устанавливаются в нулевое состояние, на втором такте переключаются в единичное состояние те триггеры, на которые по инверсному входу S поступили нулевые сигналы.

Последовательные регистры.

Последовательные (сдвигающие) регистры представляют собой цепочку взаимосвязанных разрядных схем. Последовательные регистры за один такт сдвигают число на один разряд. В случае, когда требуется сдвиг слова на несколько разрядов, обычным сдвигающим регистром эта задача решается за число тактов равное числу разрядов при сдвиге. Сдвигающие регистры бывают сдвигающими вправо и сдвигающими влево.

Сдвигающий регистр вправо.

В основе лежит D триггер, число которых определяется необходимым числом сдвигающих разрядов и сдвигающий регистр строится по следующему принципу:

-

возможность циклического сдвига.Допустим, в регистр записано число 1101, т.е.

единица с выхода Q1 поступает на вход D второго триггера, единица с выхода Q2 поступает на третий триггер, ноль с выхода Q3 поступает на вход четвертого триггера. При разомкнутом входе и выходе на входе D первого триггера ноль. Подаем синхроимпульс, т.е. на всех входах С единицы. Так как на входе D четвертого триггера ноль, то триггер переключается в ноль. Так как на входе третьего триггера единица, он переключается в единицу. Так как на входе второго триггера единица, он остается в единичном состоянии (режим хранения). Так как на входе первого триггера ноль, он переключается в ноль, т.е. в результате подачи синхроимпульса произошел сдвиг на один разряд вправо.

Сдвигающий регистр влево.

Параллельно-последовательный регистр

Параллельно-последовательные регистры используются, в частности, для преобразования параллельной формы кода в последова-тельную и наоборот. Для решения первой задачи регистр, должен иметь триггеры с нетактируемыми входами S и R для записи слова в параллельном коде. С подачей импульсов сдвига этот код разряд за разрядом будет появляться на выходе триггера младшего разряда. При решении второй задачи число вводится в регистр последовательно разряд за разрядом, а снимается одновременно с выходов всех триггеров.

Б19.1 Структурная схема возбудителя диапазонного передатчика. Технические требования. Принципы построения возбудителей дискретного множества частот.

В состав любого радиопередающего устройства входит возбудитель, определяющий частоту его колебаний. Возбудитель радиопередатчика – устройство, состоящее в общем случае из синтезатора частоты, вырабатывающего одно или несколько выходных когерентных колебаний с заданными частотами, формирователя видов работ (ФВР) на фиксированной поднесущей частоте f_n и тракта переноса (ТП) сформированных колебаний в рабочий диапазон частот f_p. Кроме того, в составе большинства возбудителей имеется автономный блок питания. В простейших передатчиках, работающих на ограниченном числе фиксированных частот, синтезатор может отсутствовать. При этом возбудитель содержит один или несколько высокостабильных кварцевых генераторов.

Возбудитель радиопередатчика характеризуется следующими основными параметрами: диапазоном частот рабочего колебания, характером изменения рабочей частоты (плавный или дискретный), общим числом фиксированных частот (или шагом сетки частот), нестабильностью частоты и фазы, уровнем побочных спектральных составляющих, характеристиками управления возбудителем (ручное или дистанционное), инерционностью перестройки, выходным напряжением на заданном сопротивлении нагрузки, видами работ, условиями эксплуатации.

Современные возбудители обеспечивают, как правило, значительное число рабочих частот (20, 30 тыс. и более) при относительной нестабильности частот порядка 10^-6 – 10^-7.

Требования к стабильности частоты возбудителя, определяется допустимыми нестабильностями частоты радиопередатчика, зависящими от его диапазона и назначения.

Сигнал на выходе возбудителя в общем случае можно представить в виде квазигармонического колебания со случайно изменяющейся амплитудой U(t) и фазой <p<:

U(t)=U(t)cos(ω₀t+φ(t))=((U₀+ΔU(t))cosΨ(t)

Где U₀-среднее значение амплитуды колебаний. ΔU(t)-отклонение амплитуды от его среднего значения. Ψ(t) – полная текущая фаза колебаний,

Случайные функции ΔU(t) и Ψ(t) характеризуют паразитную амплитудную и фазовую(частотную) модуляцию, которая всегда имеет место в реальном источнике колебаний.

В возбудителях предусматривается органы управления, осуществляющие его включение, выключение и установку частоты выходного колебания. Управление возбудителем может быть ручным или дистанционным. При этом важным параметром возбудителя является время установки его частоты (инерционность перестройки). Под временем установки частоты согласно ГОСТу понимается время между моментом окончания команды перестройки (при дистанционном управлении) или окончанием ручной установки органов управления в нужное положение (при ручном управлении) и моментом, после которого отклонение частоты колебаний на выходе возбудителя от установившегося значения становится меньше утроенного допустимого паразитного отклонения частоты.

В современных возбудителях эффективное значение выходного напряжения составляет 0,5 … 1В. На нагрузке 50 … 75Ом.

Как указывалось, в состав возбудителя входит синтезатор частоты. Одним из основных элементов этого синтезатора является высокостабильных автогенератор – источник колебаний высокой частоты. Именно этот опорный генератор определяет общую нестабильность частоты возбудителя.

Рис1.21-структурная схема возбудителей диапазонных передатчиков.

Б19.2. Потери на отражение плоских электрических и магнитных волн от проводящих экранов. Суммарные потери на отражение и поглощение.

Потери на отражение на границе раздела двух сред обусловлены различными значениями полных характеристических сопротивлений этих сред. Вообще говоря, потери на отражение зависят и от угла падения волны на границу раздела двух сред, т.е. количественно потери на отражение в общем случае могут быть выражены через коэффициент, выраженный формулами Френеля

Для перпендикулярно поляризованной волны, прошедшей среды Z₁ в среду Z₂

p^┴₂₁-E^-₁/E⁺₀=2Z₂cosΩ₁/(Z₂ cosΩ₁+ Z₁ cosΩ₂)

Для параллельно поляризованной волны, прошедшей из среды Z₁ в cреду Z₂:

p⁼₂₁-E^-₁/E⁺₀=2Z₂cosΩ₁/(Z₂ cosΩ₂+ Z₁ cosΩ₁)

(для параллельной поляризации существует угол Брюстера или поляризационный угол Ω₁+ Ω₂=90⁰)

Упрощая задачу тем, что можно ограничится рассмотрением частного случая падения волны на границу раздела сред и тем самым можно оценивать качественно экранирующие свойства экрана и при других углах падения. Коэффициент преломления независимо от поляризации имеет одно и то же значение при:

Ω₁=0 : p₂₁-E₁/E₀=2 Z₂/( Z₂+ Z₁),

Или выражая все через напряженности поля:

E₁=(2 Z₂/( Z₁+ Z₂))E₀ – для электрического поля

H₁=(2 Z₁/( Z₁+ Z₂))H₀ – для магнитного поля

Здесь E₀ и H₀ – напряженности падающей волны;

E₁ и H₁ – напряженности преломленной волны.

Общие потери для плоских волн в дальнем поле являются комбинацией потерь на поглощение и отражение. Для плоских волн коэффициентом многократного отражения К_м.отр обычно пренебрегают, т.к. потери на отражение достаточно велики и этот коэффициент мал. Если потери на поглощение превышают 1 дБ, коэффициент многократного отражения менее 11 дБ; при потерях на поглощение более 4 дБ поправка на многократное отражение составляет менее 2дБ.

На рисунке показано общее ослабление действия поля (или эффективность экранирования), обеспечиваемое медным экраном толщиной 0,5мм. Потери на отражение с увеличением частоты уменьшаются, это объясняется возрастанием с частотой сопротивления экрана Z_э. Потери на поглощение с частотой увеличиваются из-за уменьшения глубины скин-слоя. Минимум эффективности экранирования наблюдается на некоторой промежуточной частоте (в данном случае на частоте 10кГц). Для низкочастотных плоских волн почти все ослабление дают потери на отражение, в то время как на высоких частотах ослабление происходит в основном из-за потерь на поглощение.

Рис 6.12- частотная зависимость эффективности экранирования медным экраном толщиной 0,5 мм в дальнем поле

Б19.3. Интерфейсные микропроцессорные устройства. Виды, характеристики, применение.

Задача, интерфейсных устройств при организации обмена данными, состоит в приеме, выдаче данных по сигналам управления, а так же формирование сигналов, указывающих на готовность устройства к приему новых данных. Процесс обмена информацией организуется интерфейсным устройством под действием сигналов управления, поступающих от микро ЭВМ и ВУ. Интерфейс как границу раздела двух систем, устройств или программ, элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств. По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В последовательном интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной линии.

При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная сопсобность. Однако повышение производительности за счет увеличения тактовой частоты передачи данных упирается в волновые свойства соединительных кабелей. В случае параллельного интерфейса начинают сказываться задержки сигналов при их прохождении по линиям кабеля, и ,что самое неприятное задержки в разных линиях интерфейса могут быть различными вследствие неидентичности проводов и контактов разъемов. Для надежной передачи данных временные диаграммы обмена строятся с учетом возможного разброса времени прохождения сигналов, что является одним из факторов, сдерживающих ростом пропускной способности параллельных интерфейсов. В последовательных интерфейсах, конечно же есть свои проблемы повышения производительности, но, поскольку в них используется меньше число линий (в пределе – одна), повышение пропускной способности линий связи обходится дешевле. Для интерфейса, соединяющего (физически и логически) два устройства, различают три возможных режима обмена – дуплексный, полудуплексный и симплексный. Дуплексный режим позволяет по одному каналу связи одновременно передавать информацию в обоих направлениях. Он может быть ассиметричным, если пропускная способность в направлениях «туда» и «обратно» поочередно, при этом интерфейс имеет средства переключения направления канала. Симплексный (односторонний) режим предусматривает только одно направление передачи информации. Другим немаловажным параметром интерфейса является допустимое удаление соединяемых устройств. Оно ограничивается как частотными свойствами кабелей, так и помехозащищенностью интерфейсов.

Важным свойством интерфейса, является гальваническая развязка, а точнее – ее отсутствие. «Схемные земли» устройств, соединяемых интерфейсом с СОМ и LPT портом РС, оказываются связанными со схемной землей компьютера (а через интерфейсный кабель и между собой).

Внутренние интерфейсы предназначены для быстрой связи на короткие расстояния. Стандартизированные шины расширения ввода/вывода обеспечивают расширяемость РС, который никогда не замыкался на выполнении сугубо вычислительных задач. Эти шины предоставляют более широкие возможности для взаимодействия процессора с аппаратурой, не скованные жесткими ограничениями внешних интерфейсов. Шины расширения ввода/вывода реализуются в виде слотов (щелевых разъемов) на системной плате компьютера. К ним относятся ISA-8 и ISA-16 – традиционные универсальные слоты подключения периферийных адаптеров не требующих высоких скоростей. В настоящее время вытесняется шиной PCI, хотя и применяется в серверах, где необходимо установить множество плат расширения. МСА – шина компьютеров PS/2 , до сих пор применяемая и в некоторых серверах. Производительность – средняя. Адаптеры для шины МСА не получили широкого распространения. VLB – быстродействующая 32- или 64- битная шина процессора, применяемая в среднем поколении системных плат для процессора 486. Используется для подключения контроллеров дисков, графических адаптеров и контроллеров локальных сетей в паре со слотом ISA/EISA. С процессорами последующих поколений не применяется. PCI – самая распространенная высокопроизводительная 32/64 – битная шина, применяемая в компьютерах на процессорах 486 и старше, а также на «неинтеловских» платформах. Используется для подключения адаптеров дисков, контроллеров SCSI, графических, коммуканиционных и других адаптеров. На системной плате чаще всего устанавливают 3 или 4 слота PCI. AGP – магистральный интерфейс подключения интеллектуальных графических адаптеров, применяемых в новых системных платах для процессоров шестого поколения. РС Card, он же PCMCIA – слот расширения блокнотных компьютеров, который в принципе может присутствовать и в компьютерах настольного поколения. Предназначен для подключения периферии к блокнотным РС. За универсальность и производительность внутренних шин расширения приходится расплачиваться более замысловатой реализацией интерфейсных схем и сложностями при обеспечении совместимости с другим установленным в компьютер оборудованием. Здесь ошибки могут приводить к потере работоспособности компьютера. Своеобразное положение занимает шина SCSI – интерфейсная шина системного уровня, предназначенная для подключения широкого спектра ПУ, требующих высокой скорости обмена данными. Конструктивно эта шина реализуется ленточным кабелем-шлейфом, соединяющим внутренние и внешние устройства с хост-адаптером компьютера. По функциональным возможностям и производительности за этой шиной «гонится» похожая по конструкции шина АТА, которая из специализированного интерфейса дисковых накопителей выросла до вполне универсального интерфейса АТАРI, логически родственного SCSI.

Б 20.1 Передатчики с ОМ. Преимущества ОМ. Особенности формирования и усиления однополосного сигнала. Однополосный сигнал представляет собой AM сигнал с подавленной несущей и одной из боковых полос, описываемый следующей формулой: где m – индекс модуляции; Uнес – мах амплитуда несущей; w_нес – частота несущей; w – средняя частота спектра модулирующего сигнала; F(t) - мгновенная фаза модулирующего сигнала; + или - зависят от выбора боковой полосы. Преимуществами ОМ являются: 1) меньшая мощность передатчика при той же дальности радиосвязи; 2) меньше полоса частот передаваемых сигналов, что позволяет увеличить число каналов в одной линии связи; 3) больше отношение сигнал-шум в приемнике. ОМ осуществляется в маломощных каскадах с последующим усилением однополосного сигнала. Для получения однополосного сигнала применяют метод повторной балансной модуляции и фильтрации. Наиболее широко используемым в настоящее время является фильтровый метод, основанный на предварительном получении AM колебания с последующим выделением желательной боковой полосы с помощью полосового фильтра. Недостатком является невозможность их работы в широком диапазоне частот и низкие частоты, на которых они могут быть реализованы (100...500 кГц). Чтобы осуществить ОМ на более высоких несущих частотах, применяют метод повторной балансной модуляции (БМ), заключающийся в следующем: 1) несущую частоту подавляют с помощью схемы БМ; 2) первую несущую частоту, поступающую на балансный модулятор, выбирают достаточно низкой, чтобы можно было эффективно фильтровать неиспользуемую боковую полосу; 3) полученную в результате БМ и фильтрации одну боковую полосу используют в качестве модулирующего сигнала для повторной балансной модуляции; 4) осуществляют повторную фильтрацию и, если вторая несущая еще не равна требуемой, применяют третью балансную модуляцию и фильтрацию. БМ-торы. Простейший балансный модулятор — это двухтактный амплитудный модулятор на полупроводниковых диодах (см. рис.) Несущая частота подводится к обоим плечам схемы в одинаковой фазе, а модулирующая частота — в противофазе. В этой схеме БМ осуществляется за счет нелинейности ВАХ диодов VD1 VD2. При воздействии на диод колебаний двух частот w_н и w в спектре вых. колебаний появляются комбинационные частоты w_н ± w, в то время как несущая частота пропадает, поскольку диодные токи частоты wн протекают ч/з нагрузку в противоположных направлениях. Функциональная схема однополосного модулятора приведена на рис. 5.18. Преобразование спектра по мере прохождения сигнала по модулятору поясняет рис. 5.19. На первый балансный модулятор поступает модулирующий сигнал, имеющий спектр частот F_min…F_max. После первого фильтра выделяется сигнал, спектр которого имеет ту же ширину, но сдвинут по оси частот на первую несущую fн1. При повторной балансной модуляции разность частот между боковыми полосами получается приблизительно равной 2f_н1.

Рис 14 Функциональная схема однополосного модулятора

Б20В2 Шумы элементов электронных схем, физическая природа, частотная зависимость, способы их снижения. Шумы излучения передающих и приемных устройств: образование и пути снижения. Даже в тех случаях, когда устранены все внешние связи по шумам, у каждой схемы остается теоретически минимальный уровень шумов, обусловленный наличием собственных или внутренних источников шумов. Наиболее важные типы этих шумов: тепловые, дробовые, контактные, импульсные. Тепловые шумы характерны для цепей содержащих омические сопротивления. Причиной их является флуктуация объемной плотности электрического заряда в проводящих телах из-за хаотического теплового движения носителей заряда. Они задают нижний уровень шумов, достижимый в схеме. Действующее значение тепловых шумов в разомкнутой цепи, обусловлено наличием сопротивления: - формула Найквиста, где к - постоянная Больцмана; Т - абсолютная темп, К; В - полоса пропускания шумов, Гц; R - сопротивление, Ом. Проще минимизировать шумы, выбирая минимальную полосу и сопротивление. Для дальнейшего их уменьшения применяют глубокое охлаждения входных цепей чувствительных РПУ или параметрические усилители, имеющие малые тепловые шумы. Мощность ТШ в согласованной цепи не зависит от сопротивления и опр. как . Спектр соответствует модели белого шума. Дробовой шум связан с прохождением отдельных носителей заряда через потенциальные барьеры. Он представляет собой флуктуации тока относительно среднего значения. Имеет место в лампах и п/п приборах. Ток этих шумов определяется формулой Шотки как: ,где q=1,6∙10-19 Кл; I_ср – ср. значение пост. тока; В – полоса пропускания, Гц. Плотность распределения мощности для дробовых шумов не меняется с частотой, а амплитуда имеет нормальное распределение. Контактные шумы вызываются флюктуациями проводимости вследствие несовершенства контакта между двумя материалами. Они встречаются в контактах реле, переключателях, контактных клеммах и т.д., а также в композиционных резисторах, угольных микрофонах, транзисторах и диодах с напылёнными проводниками, т.е в устройствах которые содержат множество сплавленных между собой мелких частиц. Конт. шум прямо пропорционален величине пост. тока. Плотность распределения мощности изменяется как величина, обратная частоте 1/f, а распр-е амплитуд имеет вид Гауссовой кривой. Ток конт. шумов опр. как: , где k – постоянная, зависящая от материала контакта и его конфигурации; f – частота, Гц, В – полоса пропускания, Гц, I_ср – ср. значение тока. Импульсные шумы впервые обнаружены в п/п диодах, потом в интегр. схемах. Эти шумы обусловлены производственными дефектами в переходе п/п прибора. Напряжение этих шумов тем больше, чем больше сопротивление цепи. Длительность от мкс до секунд. Проявляются по непериодическому закону – 100 в сек до 1 в мин. А_мпл. в 20-100 раз больше чем у тепл. шумов. Плотность распр. мощности имеет зависимость 1/f n где n обычно =2. Напряжение наибольшее в высокоомных цепях: на вх. ОУ, КМОП-структурах и т.п. Для РПдУ осн. причиной шумов, излучаемых в пространство, является недостаточная чистота спектра усиливаемых сигналов. Разновидности шумов: 1. Шумовое излучение. Даже при соблюдении регламента, излучение радиопередатчика служит помехой для близко расположенных приёмников и настроенных на соседние каналы. Путь снижения – применение эффективных фильтров, а также малошумящих элементов. 2. Излучение гармонических и субгармонических составляющих. Связанны с нелинейными процессами. Метод борьбы - применение эффективных фильтров и усилительных элементов с высокой линейностью характеристики Применять экранирование как от излучения, так и для уменьшения наводок по проводам, выходящим за пределы усилителя мощности. 3. Паразитные колебания в генераторах и усилителях мощности. Возникают на распределенных и паразитных реактивностях элементов, а так как рядом находится мощный усилительный или генераторный прибор, то для некоторых составляющих паразитных колебаний выполняются условия самовозбуждения и на нагрузке может появиться ряд паразитных спектральных составляющих. Гетеродинные и супергвтеродинные приемники могут также служить источниками излучения. Прежде всего - это излучение гетеродина а также цифровых синтезаторов частот. Обычно самое мощное излучение приемника идет через приемную антенну. 1. Для уменьшения излучения гетеродинов следует применять конструктивные и схемные меры. Конструктивные меры - экранирование контуров гетеродина и всего гетеродина в целом. Схемные меры: 1) применение усилителей высокой частоты с преселекторами; 2) применение балансных смесителей 2. УПЧ также следует рассматривать как источник шумов. Токи промежуточной частоты могут проникать в антенну и излучаться. По этой (и не только по этой!) причине номиналы ПЧ стандартизируют. Способы борьбы: 1) экранирование контуров ПЧ; 2) применение фильтров в преселекторе (максимальное количество; 3) применение фильтра-пробки в антенном контуре, настроенного на промежуточную частоту.

Б20В3 Понятие микропроцессора, его функции. Обзор существующих комплектов БИС. Общая типовая структура микро-ЭВМ. МП - это функционально законченное устройство обработки информации посредством программ, хранящихся в памяти. Типовая структура включает в себя следующие блоки: 1. АЛУ - выполняет непосредственную обработку информации с помощью операций сложения, вычитания, сдвига, инкремента и декремента, логических операции И, ИЛИ, НЕ и т.д 2. Устройство управления - предназначено для управления работой МП в целом и ходом выполнения программы через выработку управляющих сигналов. УУ выбирает команду из памяти, помещает ее в регистр команд процессора, формирует адрес следующей команды. В состав УУ может также входить ГТИ. 3. Блок внутренних регистров - включает в себя набор регистров общего назначения (для хранения оперативной информации), указатели стека, счетчик команд, регистр команд, регистр адреса памяти, используемого в МП в данный момент, аккумулятор (содержит результат выполненных в АЛУ операции), регистр состояния. Для обеспечения взаимодействия между блоками МП существует система шин: шину данных, шину адреса, шину управления. Характеристики МП включают в себя разрядность, число команд, потребляемая мощность, быстродействие, тактовая частота, число шин адресов, показатели системы ввода - вывода, наращиваемость и др. МП делят на группы. По структуре: однокристальные (все устройства МП выполнены как одна ИМС), многокристальные (в виде нескольких ИМС). По назначению: универсальными (ориентированы на решение разнообразных задач), специализированными (микроконтроллеры, сигнальные процессоры, ориентированные на выполнение опр. мат. операции и т.д.). По характеру временной организации: синхронные (начало и конец операции определяются устройством управления) и асинхронные (начало выполнения следующей операции определяется временем завершения предыдущей). По количеству выполняемых программ: однопрограммные (выполнение последующей программы возможно только по завершению текущей), и многопрограммные МП (возможно параллельное выполнение нескольких программ). В состав типовой ЭВМ входят блоки, соединенные между собой в соответствии с требованиями интерфейсов: процессор, синхронизируемый тактовыми импульсами от устройства синхронизации; система памяти, которая включает: ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ; устройства ввода - вывода информации в МП. Обмен информацией между МП и другими блоками осуществляется посредством 3 магистралей: адресной, служит для передачи кода адреса при обращении к памяти, внешним устройствам и т.д.; данных, по которой передаются обрабатываемая информация; управления, по которой передаются сигналы управления. Возможно также построение ЭВМ с меньшим количеством магистралей.

Б 21.1 Передатчики с импульсной модуляцией, их особенности. Энергетические показатели. Схемы импульсных модуляторов. В импульсном передатчике выходной сигнал предст. собой радиоимпульс. Это могут бвть либо локационные схемы, либо схемы передачи цифровой информации. Особенностью таких передатчиков является то, что в большинстве случаев сигнал имеет большую импульсную мощность при достаточно большой скважности. И если такой передатчик строить по принципу работы передатчиков АМ-сигналов, то из-за того, что имп. мощность большая, схема будет требовать мощного источника питания с мощностью большей чем импульсная мощность передатчика. Средняя же мощность такого сигнала намного меньше из-за большой скважности. Это приводит к тому, что такой передатчик будет иметь большие габариты (из-за источника питания), низкие энергетические характеристики. Поэтому в большинстве случаев импульсные передатчики строятся по принципу накопления энергии.

С труктурная схема: Модулятор. Принцип работы: Исходно модулятором закрыт ключ КЛ2 и открыт КЛ1. энергия источника питания заряжает накопитель (конденсатор). Затем модулятор на время формирования выходного импульса открывает КЛ2, подавая напряжение питания на ГВВ, при этом КЛ1 закрывается. Эти сигналы формируют выходной радиоимпульс. В результате схема требует маломощного источника питанич, имеет высокие энергетические характеристики. Осн. вариантом электрич. Схемы явл. следующая

Исходно транзистор закрыт и ёмкость заряжается через R1 R2. При открывании транзистора емкость разряжается через ГВВ, формируя выходной импульс. Вместо R2 может быть использован дроссель, что приведёт к тому, что исключаются потери мощности, к-рые возникают при использовании резистора, но в этом случае процесс на выходе приобретёт колебательный характер, для устранения которого используют параллельно включенный диод.

Б21.2 Процессорные системы ЦОС: однопроцессорные, последовательно-параллельные, конвейерные.

Н аиболее простой в конструктивном отношении является однопроцессорная система (рис.1): она содержит центральный процессор, выполняющий арифметические и логические операции над данными, хранящимися в памяти или поступающими по каналу ввода-вывода. Команды, управляющие ходом вычислительного процесса, хранятся в памяти и расшифровываются блоком управления, который координирует работу всех узлов системы

Независимо от конкретного назначения общим принципом описанной структуры является принцип последовательного выполнения отдельных команд, поэтому такие устройства называются последовательными. При их использовании алгоритм представляется в виде цепочки отдельных операций и проектировщику следует в первую очередь заботиться о минимизации числа таких операций и требуемого объема памяти. Скорость обработки определяется этими факторами и быстродействием элементной базы. Очевидно, что количество операций при решении любой задачи не может быть меньше некоторой константы, а возможности увеличения скорости переключения логических элементов ограничены существующим уровнем технологии. Поэтому классическая однопроцессорная структура во многих случаях не обеспечивает требуемой вычислительной мощности.

Скорость обработки информации можно повысить. если выполнять трудоёмкие операции отдельными специализированными процессорами или применять для решения задачи несколько процессоров, объединив их в единую систему каналами связи. Системы такого рода называются мультипроцессорными. Увеличение вычислительной мощности при использовании мультипроцессорной системы произойдёт, однако, лишь в случае, если все проц-ры или большая их часть будут пост-но загружены.

Структура такого рода называется параллельной. При такой структуре алгоритм решения задачи разбивается на ряд независимых частей, которые можно выполнять одновременно. Таким образом, необходимо довольно жёсткое согласование численных методов с аппаратными средствами. В противном случае требуемая эффективность может быть не достигнута.

Для реализации в параллельной вычислительной структуре алгоритм представляется в виде последовательности групп операций с независимыми операциями в каждой. Такая форма представления называется параллельной формой алгоритма. Каждая группа операций называется ярусом, число групп — высотой, а максимальное число операций в ярусе - шириной параллельной формы.

Р азновидностью параллельной структуры является конвейерный вычислитель. Он состоит из последовательно соединенных специализированных процессоров, каждый из которых выполняет определенную часть некоторой сложной операции. Для того чтобы начать выполнение следующей операции, у предыдущей операции должен быть закончен только первый этап. Реализация конвейера позволяет существенно повысить скорость обработки информации, однако поток данных и последовательность их преобразований следует организовать. так, чтобы стало возможным независимое выполнение ряда однотипных преобразований. Здесь снова требуется согласование численных методов с особенностями структуры вычислительной системы. Необходимость предварительного упорядочения входных данных приводит к тому, что собственно обработки отделена от процесса поиска данных в памяти, а для хранения промежуточных результатов

К онвейерная схема для N=8 показана на рис.2. Она содержит три итеративные ступени. Каждая ступень состоит из двух блоков задержки 1 и 2 и арифметического устройства 3 . В качестве блоков задержки можно использовать многоразрядные регистры сдвига. В первой ступени каждый блок задержки содержит N/2 элементов, а в каждой последующей ступени вдвое меньше, чем в предыдущей.

Приведенные структуры могут быть использованы при решении большого круга радиотехнических задач обработки сигналов в реальном масштабе времени. Сюда относятся: обнаружение и фильтрация сигналв, помехоустойчивое кодир-е и декодир-е, измерение координат путем измерения временного запаздывания и доплер-й часты, классический и обобщ-й спектрал-й анализ, трансформация спектров, передача и реконструкция изображений, специальные вычисления в задачах управления и диагностики и т. д. Выбор той или иной структуры для реализации конкретного алгоритма определяется параметрами обрабатываемых сигналов и требованиями к конечным результатам. Они задают частоту дискретизацииции и число уровней квантования.

Б21.3 Основные методы аналого-цифрового преобразования частота-код, их сравнительная оценка.

П реобразование частоты в цифровой код—простая задача, которая решается типовым методом во всех частотомерах с цифровым выходом. Суть преобразования состоит в точном формировании фиксированных интервалов времени и в подсчёте числа выходных импульсов за это время. Чем больше фиксированный интервал времени, тем точнее результат измерений. Импульсом «Пуск» сбрасывается счётчик и запускается таймер. В течении формируемого таймером импульса импульсы от генератора через логику & приходят на вход С СТ.10. по окончанию импульса таймера прохождение импульсов от генератора блокируется Недостаток схемы—низкое быстродействие и невозможность измерения мгновенного изменения частоты. От этих недостатков освобождён следящий преобразователь частоты в код. В состав схемы входят реверсивный счётчик RC, СТ21 со входами параллельного занесения D1 , выполняющий функции основного делителя частоты, генератор G, вспомогательный делитель частоты CT22, D-триггер и вспомогательная логика. Этот преобразователь—замкнутая следящая система автоматического регулирования по компенсации импульсов fx . Роль интегрирующего вычитателя выполняет RC, выходной код котоого управляет коэффициентом деления на СТ21. Во избежание наложения асинхронно приходящих импульсов fx на импульсы ОС с выхода СТ21 через F используется схема на D-триггере с тактованием более высокой частотой. Вспомогательный делитель СТ22 дополнительно разносит частоты тактирования триггера и основногоделителя СТ21 ч что полностью исключает возможность совпадения входных импульсов реверсивного счётчика во времени. Элемент &3 (и-не) блокирует переполнение RC при счёте в прямом направлении подачей логического 0 на вход &1. Элемент &1 блокирует переполнение RC при счёте в обратном направлении подачей логического 0 на вход переполнения СТ21 через F. Результат преобразования считается с выходов RC.

Цена младшего разряда (n- число разрядов СТ21). Так как преобразователь непрерывно следит за fx,, то выходной код будет соответствовать почти мгновенному значению fx.

Б22.1 Линейные и нелинейные параметры и хар-ки усилит устр-в

Усилителем называется устройство, позволяющее при наличии на его входе сигнала с некоторым уровнем мощности, получить на его выходе такой же сигнал с большим уровнем мощности за счет энергии источника питания.

О сновные параметры усилительных устройств:

-КУ по напряжению

- КУ по току

- КУ по мощности

- Входное сопротивление усилителя

- Выходное сопротивление усилителя

- КПД Усилителя (Ри – мощность потребляемая от ИП)

В радиотехнике в большинстве случаев К измеряется в (dB)

Основные характеристики усилительных устройств:

1. Амплитудно-частотно-фазовая характеристика (АЧФХ)

2. Амплитудная характеристика (АХ)

3. Переходная характеристика (ПХ)

4) Нелинейные искажения

1 ) АЧФХ – зависимость модуляции и фазы коэффициента передачи УУ от частоты. (Линейная характеристика)

2) АХ – это зависимость амплитуды первой гармоники Uвых УУ от амплитуды Uвх синусоидального сигнала на некоторой частоте рабочего диапазона. - динамический диапазон Усилителя.

4) Нелинейные искажения (искажения формы выходного сигнала) вызываются нелинейностью характеристик усилительных элементов. Нелинейные искажения оцениваются коэффициентом гармоник .

3) ПХ усилителя это зависимость мгновенного значения напряжения (тока) на выходе от времени при подаче на вход единичного скачкообразного изменения напряжения (тока) (сигнала типа единичной функции). (Линейная хар-ка)

Б22.2 Корреляционный приемник случайных сигналов и задачи, решаемые с его помощью.

Схема простого взаимно корреляционного приемника показана на рис.

Наш сигнал:

, где - описание сигнала

- неизвестный множитель – амплитуда

Запишем многомерную функцию распределения:

Пусть сигнал существует на отрезке [0,T], причем - задержка , тогда

, где - энергия сигнала

Амплитуду сигнала будем считать переменной, но детерминированной величиной (знаем форму, но не знаем амплитуду)

Тогда

Считаем, что П=1, тогда и

Тогда синтез устройства можно осуществить с помощью

П _Z- устройство формирующее величину порога

ГКС – генератор копии сигнала

Основной задачей данного устройства сводится к определению корреляции между принятым сигналом x(t) и опорным сигналом S₀(t) после чего уровень порога соотносится с выбранным уровнем порога. По этому данная схема используется только лишь для выбранной и конкретной модели сигнала.

Т.к. - в принципе не известен, данная схема с использованием критерия минимума среднего риска реализована быть не может. По этому для технической реализации подобной схемы используется критерий Неймана- Пирсона фиксирующий уровень порога исходя из Вероятности ложного обнаружения. В этом случае уровень порога в любом случае не зависит от амплитуды сигнала.

Б22.3. Основы теории электромагнитного поля. Уравнения Максвелла.

Электромагнитное поле представляет собой связь электрических и магнитных полей.

Электрическое поле – обусловленно электрическими зарядами и изменением магнитного поля, оказывающего силовое воздействие на заряженные частицы и тела и выявляемые по силовому воздействию на неподвижные тела и частицы.

Магнитное поле – обусловленно электрическими зарядами движущихся электрических частиц и изменениями электрического поля, оказывающее силовое воздействие на движущиеся частицы и выявляется по силовому воздействию, направленному нормально к направлению движения частиц и пропорционально их скорости.

Поля описываются : Ψ(x,y,z)=e₁ grad Ψ направлен в сторону максимума увеличения Ψ и равен скорости изменения Ψ в этом направлении. Функция Ψ называется потенциалом.

Электрический заряд – свойство частиц вещества или тел, характеризующее взаимодействия с собственным э/м полем и взаимодействие с внешним э/м полем.

Бывает 2-х типов: “+” (позитрон, протон) и “-” (электрон).

Уравнения Максвелла:

Приведем уравнения в дифференциальной форме:

Материальные уравнения:

В интегральной форме:

-абсолютная диэлектрическая проницаемость

ε- относительная диэлектрическая проницаемость

μ_a=μμ₀ -абсолютная магнитная проницаемость

μ - относительная магнитная проницаемость

1-ое ур-ние Максвелла: (закон полного тока)

Пусть процесс стационарен , т.е. нет изменения во времени

- закон полного тока (Ампера)

или , где I ток проводимости

2-ое ур-ние Максвелла: (закон Фарадея)

ЭДС индуктивности возникает если есть изменение магнитного потока.

- ЭДС

3-е ур-ние: div =ρ

Линии вектора D начинаются на “+” зарядах и заканчиваются на “-”

4-е ур-ние: div =0это указывает на то, что магнитные заряды отсутствуют. Т.е. силовые линии магнитного поля всегда замкнуты или солиноидальны.

Б25.1.1 Однотактные и двухтактные «трансформаторные и бестрансформаторкые оконечные каскады, принцип действия, сравнение параметров.

Различают резисторные, трансформаторные и дроссельные схемы однотактных оконечных каскадов. Резисторные ОК — это каскады усиления высокого уровня напряжения. К ним условно относят эмиттерные, истоковые и катодные повторители. Они применяются в операционных, широкополосных и им­пульсных усилителях.

Трансформаторные оконечные каскады получили распространение в усилительных системах многоканальной связи, которые обеспечивают заданный уровень выходной мощности. Трансформатор в оконечном каскаде позволяет оптимизировать условия работы УЭ путем преобразования сопротивления нагрузки в сопротивление, удовлет­воряющее условиям работы УЭ.

Помимо минимальных потерь к достоинствам трансформатора относят простой переход с его помощью от несимметричной цепи к симметричной, а также свойство не пропускать в выходную цепь постоянные напряжения и ток. Недостатками трансформаторных каскадов являются большая стоимость, значительные габаритные размеры и возможность намагничивания ферромагнитного сердечника, что приводит к дополнительным искажениям. Поэтому трансформаторы применяются только на выходе усилителя для согласования УЭ с нагрузкой или на входе для согласования усилителя с источником сигнала..

Что касается дроссельных оконечных каскадов, так как у дросселя отсутствует индуктивность рассеяния, то дроссельный каскад обеспечивает более равномерное усиление в области верхних частот.

Однотактные схемы оконечных каскадов обеспечивают сравнительно небольшие нелинейные искажения усиливаемого сигнала.

КПД трансформатора: P₂ = P_н/η_тр

Схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности.

ДВУХТАКТНЫЕ ОКОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ

В идеальном случае двухтактная схема представляет собой сочетание двух идентичных однотактных схем, работающих поочередно на одну и ту же нагрузку.

Р ис. 5.8. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ДВУХТАКТНЫЕ ОКОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ. В двухтактном эмиттерном повторителе (рис. 5.8,а) два комплементарных транзистора с одинаковыми пара­метрами включены таким образом, что каждое плечо ра­ботает только один такт от своего источника питания на общую нагрузку. В этом случае токи обоих плеч описываются равенствами:

Напряжения транзисторов коллектор-эмиттер зависят от входного напряжения. Так как каскад управляется од­нофазным напряжением, а транзисторы комплементарные, то режим их работы может быть В или АВ.

Д ВУХТАКТНЫЕ ОКОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ ПИТАНИЯ С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ. Двухтактная схема с одним источником питания Еп и емкостным делителем напряжения, который состоит из двух конденсаторов с равными емкостями, изображена на рис. 5.14,а. Она представляет собой своеобразную мостовую схему плечи моста образуют два транзистора и два одинаковых конденсатора. Конденсаторы С1и С2,емкости которых равны, включены последовательно, и каждый заряжается до на­пряжения 0,5 Еп.