Министерство образования и науки Российской Федерации

Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева

________________________________________________________________

Реферат

На тему: ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Выполнил: студент гр. 3238

Минегалиев Ильфат

Проверила: Кренева Л.В.

Казань, 2013

Содержание

Предисловие.

1. Введение.

2. Сигналы и их характеристики.

2.1. Классификация и представление сигналов. 

2.2. Временное описание сигналов. 

2.3. Спектральное описание сигналов. 

3. Линейные цепи и системы преобразования сигналов.

3.1. Определения и понятия.

3.2. Исследование свободных движений в линейных цепях с

сосредоточенными параметрами временным методом. 

3.3. Исследование линейных цепей частотным (спектральным) методом. 

3.4. Цепи с распределенными параметрами.

3.5.Основы метода четырехполюсников. 

4. Активные элементы радиоэлектроники.

5. Усилители электрических сигналов.

5.1.Функциональная схема усилителя 

5.2.Линейные усилители на биполярных транзисторах. 

5.3.Линейные усилители на полевых транзисторах. 

5.4.Общие характеристики усилителей. 

5.6.Усилители с обратной связью. 

6.Преобразования электрических колебаний нелинейными и параметрическими цепями.

7. Генерирование электрических колебаний

8. Элементы импульсной и цифровой техники.

9. Некоторые вопросы помехоустойчивого приема.

10. Принципы цифровой фильтрации.

Литература

ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Предисловие.

Радиоэлектроника рассматривается как научная область, объектами исследования которой являются устройства, обеспечивающие передачу и обработку электрических сигналов как носителей информации. В связи с этим целью курса "Основы радиоэлектроники" является изучение процессов и законов преобразования сигналов в цепях и системах, формирование навыков расчета, разработки и измерения параметров и характеристик аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств. Предполагается, что студенты предварительно прослушали курсы дискретной математики, математического анализа, дифференциальных уравнений, методов математической физики, раздел "Электричество и магнетизм" курса общей физики.

1. Введение.

Радиоэлектроника как наука о передаче, преобразовании и приеме информации с помощью электрических и электромагнитных процессов, протекающих в радиоэлектронных устройствах и в пространстве; задачи радиоэлектроники. Понятия - информация, сообщение, сигнал. Канал связи, преобразования сигналов в каналах проводной и радиосвязи. Диапазоны радиоволн и особенности их распространения. Цель и содержание курса.

2. Сигналы и их характеристики.

2.1. Классификация и представление сигналов. Детерминированные, случайные; управляющие, радиосигналы. Аналоговое, дискретно-непрерывное, цифровое представление.

2.2. Временное описание сигналов. Понятие, примеры: гармонический, прямоугольный, ступенчатый (единичная функция включения), короткий импульс - d -функции Дирака, ее связь с сигналом включения, фильтрующие свойства d -функции. Динамическое описание непрерывного сигнала с помощью d -функции и 1(t)-единичной ступенчатой функции.

2.3. Спектральное описание сигналов. Управляющие сигналы. Периодические сигналы: математическое и физическое понятия периодического сигнала, представление суммой гармонических колебаний, ряд Фурье в действительной и комплексной форме, понятие спектра сигнала, возможность физической реализации. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов (длительность импульса, скважность, спектр амплитуд и фаз, дискретность спектра). Распределение энергии в спектре сигнала, практическая ширина спектра. Непериодические сигналы: понятие детерминированного непериодического сигнала, интегральные преобразования Фурье, физический смысл спектральной плотности и условия абсолютной интегрируемости, непрерывность спектра; спектр сигнала включения, прямоугольного импульса, d -функции. Теоремы запаздывания, смещения, спектр произведения сигналов (свертка). Распределение энергии в спектре непериодического сигнала. Модулированные колебания, виды модулированных сигналов. Амплитудно-модулированные колебания: энергетика, спектр АМ-колебания при сложном модулирующем сигнале, ширина спектра; АМ-колебания с подавлением несущей, однополосные АМ-колебания. ЧМ и ФМ колебания, их связь, девиация и индекс модуляции, спектр при малом и большом индексе модуляции, зависимость практической ширины спектра от частоты модулирующего сигнала. Импульсно модулированные колебания, проблема выбора шага дискретизации, теорема Котельникова. Частотное и временное разделение каналов. Помехоустойчивость АМ, ЧМ, ФМ и ИМ -колебаний.

3. Линейные цепи и системы преобразования сигналов.

3.1. Определения и понятия. Цепь и система. Предмет исследования (процессы, характеристики, связь выходного и входного сигналов). Типы и элементы цепей, источники явной и неявной ЭДС, понятия источника ЭДС и источника тока. Общее уравнение цепи, свободное и вынужденное движение, задачи исследования. Методы анализа линейных цепей (временной и спектральный или частотный).

3.2. Исследование свободных движений в линейных цепях с сосредоточенными параметрами временным методом. Временные характеристики цепей. Испытательные сигналы, понятия переходных характеристик цепей. Заряд конденсатора через резистор: принципиальная схема, процессы, правило Мандельштама, уравнение движения, решение, постоянная времени, переходной процесс, время установления, диаграммы напряжений и тока, переходная и импульсная переходная характеристики цепи. Дифференцирующая и интегрирующая цепи. Интеграл Дюамеля. Свободные движения в последовательном RLC контуре: процессы, уравнение движения, начальные условия. Апериодический разряд: характер движения, диаграммы тока и напряжений; колебательный разряд: условие колебательного разряда, диаграммы; характеристическое сопротивление; затухание, добротность и ее физический смысл, частота свободных колебаний, переходная характеристика контура.

3.3. Исследование линейных цепей частотным (спектральным) методом. Частотные характеристики цепей. Возбуждение RC-цепи гармонической ЭДС: переходной и установившийся процессы, график тока, переход к обобщенной гармонической функции. Понятия активного, реактивного и комплексного сопротивлений (на примере RLC цепи). Понятие комплексного коэффициента передачи в общем случае, его амплитудно-частотная (АЧХ) и фазово-частотная (ФЧХ) характеристики. Частотные характеристики дифференцирующей (фильтр верхних частот) и интегрирующей (фильтр нижних частот) цепей, полоса пропускания, частоты среза. Определение спектра сигнала на выходе линейной цепи. Условие неискаженной передачи сигнала линейной цепью. Соотношение неопределенностей. Связь частотных и временных характеристик линейных цепей. Частотные свойства последовательного колебательного контура: схема, уравнения для тока, понятие резонанса, резонансная и фазовая кривые (АЧХ и ФЧХ), резонансная частота (ее отличие от частоты свободных колебаний), полоса пропускания, время установления; резонанс напряжений, резонансное сопротивление. Частотные характеристики параллельного колебательного контура: сопротивление контура, резонансная частота, резонанс токов, резонансное сопротивление, сравнение с последовательным контуром. Фильтры на основе связанных колебательных систем, виды связи, коэффициент связи. Уравнения индуктивно связанных контуров, внесенные сопротивления, эквивалентный контур, резонансные частоты эквивалентного контура, график Вина; коэффициент передачи связанной системы, его АЧХ и ФЧХ, полоса пропускания при различных значениях коэффициента связи. Свойства резистивно связанных колебательных систем.

3.4. Цепи с распределенными параметрами. Понятие цепей с распределенными параметрами, телеграфное уравнение, волновое уравнение, падающая и отраженная волны, скорость распространения и длина волны в линии, волновое сопротивление, входное сопротивление линии, условие отсутствия отраженных волн. Свойства и применения короткозамкнутой и разомкнутой линий без потерь. Условия получения максимальной мощности в нагрузке, связанной с генератором, с помощью длинной линии. Распределение волны в линии - форма огибающей при коротком замыкании, холостом ходе. Коэффициент отражения (Г), зависимость формы волны от Г; коэффициент стоячей волны (КСВ), связь КСВ и Г. Измерения с помощью длинной линии. Примеры линий передачи сигналов: радиоволновые, волноводные, волоконнооптические. Информационные каналы, многоканальные системы, уплотнение и разделение каналов.

3.5.Основы метода четырехполюсников. Понятие четырехполюсника, уравнения, матричная форма, системы параметров - классические и волновые. Свойства пассивных четырехполюсников, соединения четырехполюсников, характеристики четырехполюсников.и