Содержание разделов, выносимых на экзамен дисциплин

Схемотехника аналоговых электронных устройств

Роль и место аналоговых электронных устройств (АЭУ) в современной технике связи. Принципы, методы и средства схемотехники АЭУ. Основные технические показатели и характеристики аналоговых электронных устройств. Классификация и основные параметры усилителей. Амплитудно-частотная, фазочастотная и переходная характеристики усилителя и их взаимосвязь.

Принципы усиления сигналов и построения усилителей. Виды и классификация обратных связей (ОС) в усилителях. Влияние ОС на параметры усилителя. Устойчивость усилителей. Критерии устойчивости. Общие принципы усиления сигналов. Структурная схема усилителя электрических сигналов. Усилители на биполярных транзисторах (БПТ). Анализ работы полупроводниковых приборов по вольт-амперным характеристикам (ВАХ) Схемы включения БПТ. Основные параметры четырехполюсников. h-параметры БПТ. Составные транзисторы: схемная реализация и параметры. Питание цепей коллекторов. Подача смещения во входные цепи. Стабилизация точки покоя в транзисторных каскадах. Многокаскадные усилители. Схемы межкаскадной связи. Однотактные и двухтактные каскады. Симметричные и несимметричные входы и выходы усилительных каскадов. Классы режимов работы усилительных элементов (А, B, AB, C, D, E, BE, ABE). Особенности усилителей на полевых транзисторах (ПТ).

Особенности построения усилительных каскадов различного назначения. Предварительные усилители. Анализ работы предварительного усилителя на БПТ, включенном по схеме с общим эмиттером (АЧХ, ФЧХ, входное и выходное сопротивления). Предварительные усилители с ОС. Транзисторные повторители напряжения (эмиттерный и истоковый). Сложные эмиттерные повторители с повышенным входным сопротивлением. Особенности работы повторителей с импульсными сигналами при емкостной нагрузке. Широкополосные и импульсные усилители: особенности построения и схемная реализация. Схемы высокочастотной и низкочастотной коррекции. Селективные усилители: особенности работы и схемная реализация. Выходные усилители мощности: особенности работы и схемная реализация. Трансформаторные и бестрансформаторные каскады. Однотактные и двухтактные каскады. Фазовращатели и фазорасщепители: схемная реализация. Усилители постоянного тока: особенности работы и схемная реализация. Транзисторные источники тока. Токовые зеркала. Дифференциальные транзисторные усилители: особенности работы и схемная реализация.

Операционные усилители (ОУ). Назначение, структурная схема, основные параметры ОУ. Основные схемы включения (линейные устройства на ОУ): инвертирующий усилитель, неинвертирующий усилитель, повторитель напряжения, дифференциальный усилитель. Частотные свойства ОУ и устойчивость ОУ. Схемы частотной коррекции. Интегратор и дифференциатор на ОУ. Нелинейные устройства на ОУ: компараторы и триггеры Шмитта, выпрямители на (однополупериодный и двухполупериодный), ограничители сигналов. Аналоговые вычислители на ОУ: логарифмические и антилогарифмические усилители, сумматоры, перемножители. Активные фильтры на ОУ. Конвертор полного отрицательного сопротивления и гиратор на ОУ. Инструментальные усилители

Устройства генерирования и формирования сигналов

Физические принципы процессов генерирования и формирования радиосигналов. Генераторы и автогенераторы. Режимы самовозбуждения, их особенности. Стабильность частоты и методы ее повышения. Стабилизация с помощью высокодобротных колебательных систем (резонаторов). Кварцевые генераторы. Квантовые эталоны частоты. Умножители частоты. Синтезаторы частоты. Факторы, ограничивающие мощность генераторов. Суммирование мощностей генераторов.

Управление колебаниями (модуляция). Основы теории линейной и нелинейной модуляции (манипуляции).

Генерация и усиление СВЧ колебаний. Основные типы генераторов и усилителей СВЧ.

Построение радиопередающих систем и устройств различных диапазонов волн с различными типами модуляции несущего колебания.

Основные типы современных вакуумных и полупроводниковых генераторных и усилительных приборов и линий передачи. Основные элементы передающих устройств: модуляторы, усилители мощности, умножители, синтезаторы частоты.

Устройства приема и обработки сигналов

Основные методы приема (супергетеродинный, инфрадинный, прямого усиления и прямого преобразования). Основные типы радиоприемных устройств. Узлы радиоприемников, их схемные решения и расчет. Преобразователи частоты сигналов, смесители и гетеродины. Детекторы сигналов: амплитудные, частотные и фазовые. Усилители различных частотных диапазонов.

Методы обеспечения основных характеристик устройств приема и обработки радиосигналов - чувствительности и частотной избирательности, динамического диапазона по основному и соседнему каналам. Системы автоматического регулирования в устройствах приема и обработки радиосигналов.

Построение приемных устройств различных диапазонов волн с различными типами модуляции несущей. Шумовые параметры и частотная избирательность приемных устройств. Основные типы усилительных и генераторных приборов. Элементы приемных устройств: входные цепи, фильтры, усилители, преобразователи частоты, демодуляторы, устройства автоподстройки.

Особенности телевизионных и связных радиоприемников. Элементная база радиоприемных устройств. Методы проектирования радиоприемников. Моделирование радиоприемников и их элементов. Вторичные источники электропитания.

Радиотехнические системы

Принципы построения радиотехнических систем; радиолокационные, радионавигационные и радиотехнические системы передачи информации. Оценка характеристик радиотехнических систем. Методы поиска сигналов в радиолокационных и радионавигационных системах. Радиолокационная селекция и распознавание объектов. Методы измерения дальности, скорости и угловых координат. Оптическая и теплолокация. Виды радионавигационных систем. Спутниковые радионавигационные системы. Методы проектирования радиотехнических систем. Особенности эксплуатации радиотехнических систем различного назначения.

Принципы радиолокации и методы реализации радиолокационных устройств и систем. Виды радиолокации. Физические основы радиолокации, отражение, рассеяние и переизлучение радиоволн объектами (целями). Характеристики целей. Основы статистической теории радиолокации: обнаружение, разрешение и оценивание параметров сигналов. Статистические критерии обнаружения и оценивания. Структура оптимальных обнаружителей. Устройства разрешения и оценивания сигналов. Сложные сигналы и их характеристики. Функции и диаграммы неопределенности. Борьба с пассивными и активными помехами. Радиолокаторы с синтезированной апертурой. Радиодальномеры, радиопеленгаторы и измерители скорости. Особенности эксплуатации радиолокационных систем.

Принципы радионавигации и методы реализации радионавигационных систем и устройств. Виды РНС. Автономные и неавтономные радиосистемы. Радиосистемы навигации по опорным сигналам, излучаемым из точекпространства с известными координатами или с известных орбит. Метод определения местоположения, дальномернопеленгационный, дальномерный, пеленгационный, разностно-дальномерный. Региональные и глобальные РНС. Спутниковые РНС. Сигналы спутниковых РНС. Особенности построения аппаратуры. Местоопределение с помощью РНС. Линии и поверхности положения. Ошибки линий положения. Ошибки определения местоположения на плоскости и в пространстве. Эллипс и эллипсоид ошибок положения. Рабочие зоны радионавигационных систем; Геометрический фактор.

Радиоавтоматика

Математические модели непрерывных и дискретных линейных объектов и систем. Передаточные функции и частотные характеристики. Назначение, принципы использования и построение устройств радиоавтоматики (РА), элементы устройств РА. Математические модели устройств РА и методы их анализа. Способы практической оценки и обеспечение необходимых качественных показателей устройств РА: устойчивость, точность, помехоустойчивость.

Области применения и задачи управления объектами. Элементы теории автоматического управления. Объекты управления. Контур следящего управления и его основные звенья.

Системы радиосвязи

Сигналы, каналы передачи информации и помехи. Классификация каналов передачи информации и основные характеристики этих каналов. Классификация и основные характеристики помех приему информации.

Методы помехоустойчивого приема сигналов. Помехоустойчивость передачи информации при различных видах модуляции сообщений. Оптимальное кодирование информации. Кодирование непрерывных сообщений. Кодирование с предсказанием. Кодирование речевых сигналов. Применение цифровых фильтров. Принципы оптимального кодирования информации. Помехоустойчивое кодирование информации. Принципы помехоустойчивого кодирования и декодирования информации. Оценка эффективности помехоустойчивых кодов. Виды помехоустойчивых кодов. Алгоритмы кодирования и декодирования. Кодирование в каналах с замираниями. Программная и аппаратурная реализация кодеков.

Многоканальные системы передачи информации. Методы и устройства уплотнения и разделения каналов передачи информации. Передача информации с временным и частотным разделением сигналов корреспондентов. Применение синхронизации в СПИ. Многостанционный доступ в один частотный канал. Взаимные помехи и методы их подавления.

Передача информации с кодовым разделением сигналов. Ортогональные сигналы и их свойства.

Методы защиты информации. Простейшие шифры и их основные свойства. Основные модели шифров. Основные требования к шифрам.

Устройства СВЧ и антенны

Уравнения Максвелла. Граничные условия. Энергия электромагнитного поля. Электромагнитные волны и решение однородных уравнений электродинамики. Плоские волны на границе раздела однородных сред. Рефракция радиоволн в неоднородных средах. Распространение радиоволн в природных условиях. Явления дифракции и интерференции.

Электромагнитные волны в направляющих системах. Канализация радиоволн. Основы теории длинных линий. Волноводы и фидеры. Электромагнитные колебания в объемных резонаторах. Взаимные и невзаимные устройства СВЧ. Принципы функционирования устройств СВЧ, аналитические и численные методы их расчета, типовые узлы и элементы, их электрические модели и конструкции.

Возбуждение электромагнитных полей заданными источниками. Элементарные излучатели. Излучение электромагнитных волн в свободное пространство. Элементы теории антенн. Ближняя и дальняя зоны. Приемная и передающая антенны, их параметры и характеристики. Влияние вида распределения электромагнитного поля в раскрыве антенны на основные параметры антенн. Техническая реализация антенн различных диапазонах радиоволн для целей радиосвязи и телевидения.