Билет № 1

1. Антенны - радиотехнические устройства, предназначенные для приема или излучения электромагнитных волн. Антенны является составной частью таких систем, как системы радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиорелейной связи, радиолокации и др.

Конструктивно антенны представляет собой набор трубок, металлических пластин, проводов, металлических рупоров, отражающих металлических зеркал различной конфигурации, волноводов с металлическими стенками, в которых вырезаны щели, диэлектриков и магнитодиэлектриков.

К основным характеристикам и параметрам приёмных и передающих антенн относятся:

- полоса пропускания - Ширина полосы пропускания - это область рабочих частот антенны, где уровень принимаемого или излучаемого антенной сигнала находится в пределах 0.7 от максимальной амплитуды сигнала, а мощность в пределах 0.5 от максимальной мощности сигнала. Ширина полосы пропускания измеряется в единицах частоты (например, в кГц).

- поляризация- характеристика поперечных волн, описывающая поведение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

-входной импеданс- (входное сопротивление), характеризующет нагрузку для передающего устройства или фидера. Входным сопротивлением антенны называется отношение напряжения между точкой подключения (точкой возбуждения) антенны к фидеру, к току в этих точках.

-коэффициент стоячей волны - Коэффициент стоячей волны характеризует степень согласования антенны с фидером, а также согласование выхода передатчика и фидера

-диаграмма направленности - Диаграмма направленности антенны - это графическое изображение коэффициента усиления антенны или коэффициента направленного действия антенны в полярной системе координат в зависимости от направления антенны в пространстве.

-коэффициент направленного действия- отношение квадрата напряженности поля, создаваемой антенной в направлении главного лепестка, к квадрату напряженности поля создаваемой ненаправленной или направленной эталонной при одинаковой подводимой мощности

-коэффициент усиления антенны- отношение мощности на входе эталонной антенны к мощности, подводимой к входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля при излучении мощности, а при приёме - отношение мощностей, выделяемых на согласованных нагрузках антенн.

-коэффициент полезного действия антенны- это отношение мощности излучаемой антенной к мощности, подведённой к ней

-шумовая температура антенны- характеристика мощности шумов антенны по всём диапазоне принимаемых частот.

2. Назначение радиоприемного устройства (РПУ)- обеспечить воспроизведение передаваемого сообщения при воздействии на него радиоволн, поступающих от радиопередающего устройства.

Рассмотрим четыре основных функции радиоприемного устройства:

выделение сигнала из помех;

усиление радиосигнала;

преобразование радиосигнала в электрический сигнал;

преобразование электрического сигнала в сообщение.

Область применения: для звукового радиовещания, телевидения, радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиоизмерений, радиоастрономии и т.д.

3. Назначение выходного усилителя мощности – создать в антенне колебания, мощность которых определенна техническими условиями на передатчик. Вых-й усилитель потребляет большую часть энергии источника питания. Его работа в основном определяет энергетические показатели всего передатчика. Кроме того для выходного усилителя важна хорошая фильтрация высших гармоник.

Последняя ступень передатчика представляет собой усилитель мощности РЧ. Усилитель мощности работает на низкоомную нагрузку — штыревую антенну.

При длине штыря, равной четверти длины волны, выходное сопротивление антенны составляет примерно 35 Ом, а у более коротких штырей — еще меньше. Согласование выходного сопротивления УМ с антенной осуществляется с помощью катушки связи или П-контура.

В некоторых схемах РПДУ в коллекторной цепи транзистора выходной ступени включен ВЧ дроссель, а выделение 1-й гармоники усиленных колебаний осуществляется П-контуром. П-контур одновременно согласовывает относительно высокое выходное сопротивление транзисторного каскада с низким входным сопротивлением А.

Выходная мощность передатчика НБ составляет десятки или единицы милливатт из-за низкого напряжения питания (3,6...4,8 В). Поэтому нет необходимости в теплоотводе для транзистора УМ. Чтобы мощность передатчика ББ не превышала значительно мощность РПДУ НБ, напряжение питания ТХВ в базовом блоке снижают гасящим сопротивлением от нескольких сотен ом до нескольких килоом.

Билет № 2

1. В качестве оконечных устройств используются телефоны,громкоговорители, телеграфные аппараты, электроннолучевые трубки и электронные вычислительные машины.

Качество воспроизведения сигнал о взависит от величины искажений, вносимых различными элементами радиоприемника. Основными электрическими характеристиками радиоприемника являются чувствительность, избирательность, помехоустойчивость, качество воспроизведения

сигналов, диапазон рабочих частот и выходные параметры.

2. Радиоэлектронное устройство, предназначенное для улавливания

электромагнитных колебаний высокой частоты, их преобразования и извлечения из них

полезной информации, называется радиоприемным устройством. Оно состоит из приемной антенно-фидерной системы, собственно радиоприемника, оконечного устройства и источников питания.

Классификация РПУ:

По назначению радиоприемники делятся на две большие группы: радиовещательные (непрофессиональные) и профессиональные. Профессиональные приемники предназначаются для выполнения специальных технических задач, а радиовещательные приемники служат для приема звуковых и телевизионных программ. По виду модуляции радиоприемники подразделяются на приемники амплитудно-модулированных, частотно-модулированных, фазо-модулированных, импульсно-модулированных сигналов и приемники однополосных сигналов. По диапазону принимаемых волн различают длинноволновые (λ ~ 3 км), средневолновые ( λ =0,2-3км), коротковолновые (λ =10-100м) и ультракоротковолновые ( λ <10м) приемники. По условиям эксплуатации радиоприемники делятся на стационарные, бортовые (корабельные, самолетные, автомобильные, космические) и переносные. По особенностям схемы различают следующие виды радиоприемников: детекторные, прямого усиления, регенеративные, суперрегенеративные и супергетеродинные. Последние бывают либо с однократным либо с многократным преобразованием частоты. По типу используемых активных элементов радиоприемники делятся на ламповые, транзисторные и комбинированные, в которых одновременно применяются и лампы, и транзисторы.

Основные характеристики РПУ :

1) Чувствительность - способность воспринимать слабые сигналы в отсутствии внешних помех.

2. Помехоустойчивость - способность приемника обеспечивать приём сигналов с заданной достоверностью при известном способе передачи сигнала и наличии в тракте помех.

3. Избирательность. - способность приемника выделять полезные сообщения в пределах заданной полосы частот и ослаблять действие сигналов вне этой полосы.

4. Динамический диапазон­ - определяется амплитудной характеристикой приемника.

3.Вопрос:

Билет № 3

1.Антенна — устройство для излучения или приёма электромагнитных волн. Антенны в зависимости от назначения подразделяются на приёмные, передающие и приёмопередающие. Антенна в режиме передачи преобразует энергию поступающего от радиопередатчика электромагнитного колебания в распространяющуюся в пространстве электромагнитную волну. Антенна в режиме приёма преобразует энергию падающей на антенну электромагнитной волны в электромагнитное колебание, поступающее в радиоприёмник. Таким образом, антенна является преобразователем подводимого к ней по линии питания электромагнитного колебания (переменного электрического тока, канализированной в волноводе электромагнитной волны) в электромагнитное излучение и наоборот.

Конструктивные характеристики

масса, координаты центра масс, момент инерции

габаритные размеры, максимальный радиус разворота

парусность (ветровая нагрузка)

объект установки, способ крепления

применённые материалы

2. Усилитель — элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала (под термином «сигнал» здесь и далее понимается любое явление (или процесс), характеристики которого необходимо увеличить).

Термин усилитель в своём первичном (основном) значении относится к преобразованию (увеличению, усилению) одной из характеристик исходного входного сигнала (будь то механическое движение, колебания звуковых частот, давление жидкости или поток света), при этом вид сигнала остаётся неизменным (остаётся механическим движением и т. д.; из одного вида в другой сигнал преобразуют датчики и устройства управления).

В то же время, термин «усилитель» не вполне корректно, но традиционно употребляется для устройств управления мощными электрическими нагрузками, например, «релейный усилитель» и «магнитный усилитель».

Активный усилитель — усиление сигнала осуществляется за счёт энергии внешнего источника: в сервоприводах (как то: гидро-, электро-, пневмоусилители) усиливается исходное механическое движение (как правило, оператора), за счёт внешней энергии. В электрических усилителях увеличивается амплитуда исходного сигнала (по напряжению и силе тока), в фотоумножителях — усиливается интенсивность исходного светового потока. В активных усилителях часто используетсяобратная связь: положительная — для повышения чувствительности, и отрицательная — для улучшения точности/стабильности.

Пассивный усилитель — усиление одной (необходимой) характеристики сигнала осуществляется за счёт уменьшения других характеристик: например, домкрат (а также тисы, ручная таль, рычаг) является усилителем — движения (силы) руки — за счёт скорости (эта характеристика сигнала уменьшается). Мухобойка, теннисная ракетка — для сравнения — являются усилителями скорости (за счёт уменьшения силы и/или времени воздействия).

3. Электронный усилитель — усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.

Однотактный усилитель — усилитель, в котором входной сигнал поступает во входную цепь одного усилительного элемента или одной группы элементов,

соединённых параллельно

Билет № 4

1.Усилительный каскад с общей базой (ОБ) — одна из трёх типовых схем построения электронных усилителей на основе биполярного транзистора. Характеризуется отсутствием усиления по току (коэффициент передачи близок к единице, но меньше единицы), высоким коэффициентом усиления по напряжению и умеренным (по сравнению со схемой с общим эмиттером) коэффициентом усиления по мощности. Входной сигнал подаётся на эмиттер, а выходной снимается с коллектора. При этом входное сопротивление очень мало, а выходное — велико. Фазы входного и выходного сигнала совпадают.

Особенностью схемы с общей базой является минимальная среди трёх типовых схем усилителей «паразитная» обратная связь с выхода на вход через конструктивные элементы транзистора. Поэтому схема с общей базой наиболее часто используется для построения высокочастотных усилителей, особенно вблизи верхней границы рабочего диапазона частот транзистора.  Достоинствами схемы являются стабильные температурные и частотные свойства, то есть параметры схемы(коэффициент усиления напряжения, тока и входное сопротивление) остаются неизменными при изменении температуры окружающей среды. Недостатками схемы являются малое входное сопротивление и отсутствие усиления по току.

2. Шумовые излучения − это неосновные излучения радиопередающего устройства, обусловленные собственным шумом его элементов. Причины возникновения такого шума те же, что и собственного шума радиоприемного устройства — флуктуации токов в электрических цепях, дробовой эффект и шум в электровакуумных и полупроводниковых приборах.Источниками шума в той или иной степени являются задающие генераторы, усилители, умножители частоты и синтезаторы. Например, опорный кварцевый генератор создаст малый уровень шума по сравнению с шумом автогенератора, не имеющего стабилизации частоты колебаний, что объясняется высокой добротностью кварцевого резонатора. Любой каскад, работающий с отсечкой тока, например, умножитель частоты способствует увеличению уровня шума в цепях передатчика.Основным же источником шума является синтезатор частоты, практически определяющий относительный уровень шумовых излучений радиопередающего устройства.

Анализ прохождения сигнала и шума через каскады передатчика показывает, что уровень шумовых излучении увеличивается при возрастании коэффициента умножения частоты. Для каждого усилителя и умножителя частоты существует оптимальный угол отсечки, при котором обеспечивается наилучшее отношение сигнал-шум на выходе. При большом отношении сигнал-шум ширина спектра шума на входе и на выходе умножителя одинакова. При выборе транзисторов для задающего генератора и предварительных каскадов усиления необходимо обращать внимание на значение их шум-фактора.

3. Выходным называется усилитель, нагруженный на антенну. Выходной усилитель потребляет большую часть энергии. Его работа в основном определяет энергетические показатели всей радиостанции, поэтому главным требованием для выходного каскада усилителя является получение высоких энергитических показателей. Кроме того, для выходного усилителя весьма важна хорошая фильтрация высших гармоник. Согласно принятым нормам, мощность излучения любой высшей гармоники в стационарных передатчиках на частотах выше 30 мГц не должна превышать 25мВт. На частотах ниже 30 мГц (для передатчиков мощностью до 500 Вт) для любого из побочных излучений установлен уровень – 40 dB, но не более 50 мВт. Этим же нормам должны соответствовать и выходные каскады передвижных передатчиков.

Хороший современный КВ усилитель мощности для работы в радиолюбительском эфире довольно сложное и трудоемкое устройство, о чем свидетельствуют мировые цены "на западе" на фирменные усилители, хотя бы по отношению к стоимости трансиверов среднего класса, выпускаемых теми же фирмами. Это объясняется, во-первых, высокой стоимостью самих ламп, применяемых в усилителях, а вовторых, также высоким процентом ручного труда при изготовлении усилителей.

Работа и энергетические показатели выходного ус-я зависит от электрических параметров антенны и способу включения ее в анодную цепь усилителья.

Передатчик колебательной мощности усилителья в антенную цепь будет успешно только в том случае когда ее входное сопр активна и величина его перечисления в цепь анойдной нагрузки согласно с условиями получения наивыгоднейшего работы усилителья. Поэтому выходные ус-и работает с настроенными антеннами.

БИЛЕТ №5

1. Колебательный контур — электрическая цепь, в которой могут возникать колебания с частотой, определяемой параметрами цепи.

Простейший колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности, соединенных параллельно или последовательно.

- Конденсатор C – реактивный элемент. Обладает способностью накапливать и отдавать электрическую энергию.  - Катушка индуктивности L – реактивный элемент. Обладает способностью накапливать и отдавать магнитную энергию.

Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания.

Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона:

Колебательные контуры предназначаются для преобразований уровня напряжений с частотами, равными резонансным частотам; получения в электрической цепи с заданной частотой тока определенной величины сопротивления; селекции токов (напряжений) различных частот.

Колебательные контуры применяются во входных цепях радиоприемных устройств в качестве избирательных систем; заграждающих и полосовых фильтрах; в задающих генераторах, промежуточных и оконечных усилителях радиопередающих устройств; в мостовых схемах в качестве сопротивлений заданного.

Паразитные параметры реальных катушек и конденсаторов, а также элементы схемы, влияющие на контур, усложняют его электрическую цепь, в которой элемент схемы оказывает влияние на выходные параметры всей цепи.

Поэтому целесообразно все известные конструкции колебательных контуров классифицировать по их наиболее характерным признакам.

Колебательные контуры классифицируются по назначению и конструктивным особенностям.

По назначению контуры разделяются на одночастотные и диапазонные, предназначающиеся для высокочастотных генераторов и фильтров.

По конструктивным особенностям контуры разделяются на высокочастотные (0,1-т-ЗОО Мгц) и контуры переходного типа (300-1000 Мгц).

Выходные параметры колебательных контуров (например, частота, добротность, стабильность и т.д.

2. Назначение и характеристики входных цепей - Входной цепью называется часть схемы приёмника, связывающая антенну с первым усилительным или преобразовательным прибором. Основным назначением входных цепей является передача полезного сигнала от антенны ко входу первого активного элемента приёмника и предварительная фильтрация помех. Входная цепь обычно представляет собой пассивный четырёхполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности, колебательных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наибольшее распространение получили одноконтурные входные цепи. Двухконтурные и многоконтурные входные цепи применяются лишь при высоких требованиях к избирательности. По способу связи с антенной схемы входных цепей бывают: 1) с трансформаторной связью; 2) автотрансформаторной связью; 3) внутриёмкостная; 4) внешнеёмкостная.

Основными электрическими характеристиками входных цепей являются: 1) Коэффициент передачи напряжения - отношение напряжения сигнала на входе первого активного элемента приёмникаUвх к электродвижущей силе (ЭДС) в антенне ЕА, а в случае магнитной (ферритовой) антенны к напряженности поля сигнала. Коэффициент передачи напряжения на частоте настройки входной цепи f0называют резонансным коэффициентом передачи:  2) Полоса пропускания – ширина области частот, в пределах которой сохраняется допустимая неравномерность коэффициента передачи. 3) Избирательность входных цепей, характеризующая уменьшение коэффициента передачи напряжения при заданной расстройке К(f) по сравнению с резонансным значениемК0, т.е. 4)Перекрытие заданного диапазона частот. Входная цепь должна обеспечивать возможность настройки на любую частоту заданного диапазона приёмника и при этом показатели не должны заметно изменяться. Коэффициентом перекрытия диапазона называют отношение максимальной частоты настройки к минимальной:  5) Постоянство параметров входной цепи при изменении параметров антенны и активного элемента. Это важно при ненастроенных антеннах. Ненастроенные антенны вносят во входную цепь как активное, так и реактивное сопротивление.

Входные цепи приемников СВЧ - В приемниках систем радиосвязи, радиовещания и телевидения входные цепи СВЧ помимо выполнения общих для всех таких цепей функции частотной избирательности и ослабления паразитного излучения колебаний гетеродина через приемную антенну служат также для уменьшения влияния изменений выходного комплексного сопротивления антенно-фидерного тракта на характеристики первого каскада, т.е. для их развязки. Во избежание отражений энергии СВЧ входное и выходное сопротивления ВЦ согласовываются с антенно-фидерным устройством и входом первого каскада. По способу реализации резонаторы СВЧ делятся на плоскостные и объемные.Плоскостные резонаторы выполняются на основе линий передачи различных типов: несимметричной и симметричной микрополосковой (МПЛ), щелевой, копланарной и др. Объемные резонаторы делятся на твердотельные и полые.

В СВЧ тракт ДР включаются двумя способами. При первом способе резонатор включается между двумя несвязанными ли­ниями передачи, например, расположенными ортогонально или разделенными участком волновода. На резонансной частоте ДР возбуждается и линии оказываются связанными его полем. При втором способе ДР находится вне основного тракта и связан с ним электромагнитными полями. На резонансной частоте ДР возбуж­дается, его переизлученное поле компенсирует поле падающей волны и в тракте возникает стоячая волна.

Наиболее распространенными узлами ВЦ приемников СВЧ яв­ляются разнообразные фильтры, различающиеся по виду электри­ческих характеристик (полосовые, режекторные, верхних частот), типу АЧХ (максимально плоская, равноволновая, эллиптическая), типу используемых линий передачи, числу и виду резонаторов. Основной характеристикой фильтров является АЧХ – зависимость– рабочее  затухание фильтра; —коэффициент отражения от его входа. Рабочее затухание принято выражать в децибелах;  , а вместо непосредственно частоты f использовать относительную расстройку от центральной частоты f0: 

3. Задающий генератор - маломощный автогенератор в радиопередатчиках средней и большой мощности, создающий высокостабильные по частоте колебания, которые затем преобразуются по частоте и (или) усиливаются в последующих каскадах.

Билет №6

1. Ультракоро́ткие во́лны (УКВ) в современной практике — это радиоволны из диапазонов метровых (МВ),дециметровых (ДМВ) и частично сантиметровых (СМВ) волн.

Диапазон частот УКВ находится в пределах от 30 МГц (длина волны 10 м) до 3000 МГц (длина волны 0,1 м).

Недостатком низовой УКВ радиосвязи является ограниченная дальность, влияние рельефа местности на распространение и поглощение радиоволн УКВ диапазона. В диапазоне метровых волн УКВ радиовещание ведется с помощью частотной модуляции.

2. Частотный преобразователь — электронное устройство для изменения  частоты  электрического тока.

Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50(60)Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1Гц до 800Гц.

Он состоит из выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, и инвертора (обычно с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный.

Частотные преобразователи электронного типа часто применяют для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты.

Преобразование частоты в радиоприемниках в большинстве случаев осуществляется так, что при приеме сигналов различных радиостанций, работающих на разных частотах, создаются колебания одной и той же промежуточной частоты. Это позволяет получить большое усиление и высокую избирательность, причем они остаются почти постоянными во всем диапазоне частот принимаемых сигналов. Кроме того, при постоянной промежуточной частоте получается более устойчивая работа усилительных каскадов и они значительно проще по устройству, нежели каскады, рассчитанные на диапазон частот.

3. Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприемниках, радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.

Билет №7

1.Диапазон частот — полоса излучаемых источником частот, которой зачастую присвоено условное наименование, одно из важнейших понятий радиотехники, а также физико-технических дисциплин в целом. Это понятие имеет общий характер, то есть можно говорить или о диапазоне частот какого-либо конкретного излучателя (природного или искусственного происхождения), или о диапазоне, выделенном какой-то радиослужбе, или, например, об обобщённой разбивке всей полосы радиочастот. Диапазон рабочих частот – это диапазон настройки частот приемника или передатчика в котором обеспечиваются все его электрические характеристики. Обычно указываются минимальная и максимальная частоты диапазона. Отношение максимальной частоты настройки к минимальной называют коэффициентом перекрытия диапазона. Для уменьшения коэффициента перекрытия полный частотный диапазон разбивают на под диапазоны.

2.Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) — электронный усилитель сигнала  промежуточной частоты. Применяется в трактах радиоприёмных и радиопередающих устройств, измерительных приборов. Широко используются при построении систем связи,  радиолокации,  радионавигации. Благодаря применению УПЧ достигается полная развязка между каскадами усиления в многокаскадных усилителях. Без применения УПЧ даже слабые наводки, создаваемые верхними каскадами усилителя, попадая в нижние каскады, вызвали бы эффектсамовозбуждения колебаний, сделав невозможной работу усилителя.

3.Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприемниках,радиопередатчиках, частотомерах, испытательных  генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.

Билет №8

1. Резона́нс (фр. resonance, от лат. resono — откликаюсь) — явление резкого возрастания  амплитуды  вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы.

В электронных устройствах резонанс возникает на определённой частоте, когда индуктивная и ёмкостная составляющие реакции системы уравновешены, что позволяет энергии циркулировать между магнитным полем индуктивного элемента и электрическим полем конденсатора.

Механизм резонанса заключается в том, что магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле в индуктивности — процесс, который повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником.

Электрическое устройство, состоящее из ёмкости и индуктивности, называется колебательным контуром. Элементы колебательного контура могут быть включены как последовательно, так и параллельно. При достижении резонанса, импеданс последовательно соединённых индуктивности и ёмкости минимален, а при параллельном включении — максимален. Резонансные процессы в колебательных контурах используются в элементах настройки, электрических фильтрах. Частота, на которой происходит резонанс, определяется величинами (номиналами) используемых элементов. В то же время, резонанс может быть и вреден, если он возникает в неожиданном месте по причине повреждения, недостаточно качественного проектирования или производства электронного устройства. Такой резонанс может вызывать паразитный шум, искажения сигнала, и даже повреждение компонентов.

Приняв, что в момент резонанса индуктивная и ёмкостная составляющие импеданса равны, резонансную частоту можно найти из выражения

,

где   ; f — резонансная частота в герцах; L — индуктивность в генри; C — ёмкость в фарадах. Важно, что в реальных системах понятие резонансной частоты неразрывно связано с полосой пропускания, то есть диапазоном частот, в котором реакция системы мало отличается от реакции на резонансной частоте. Ширина полосы пропускания определяется добротностью системы.

2. Гетероди́н (от греч. ἕτερος — иной; δύναμις — сила) — маломощный генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот сигнала всупергетеродинных радиоприёмниках, приёмниках прямого преобразования, волномерах и пр.

Изначально гетеродином называли радиоприёмник, в котором имелся дополнительный генератор высокой частоты, настроенный на частоту, близкую к частоте принимаемого сигнала, что повышало чувствительность радиоприёмника. В дальнейшем, после изобретения супергетеродина, гетеродином стали называть этот генератор.

Гетеродин создаёт колебания вспомогательной частоты, которые в блоке смесителя смешиваются с поступающими извне колебаниями высокой частоты. В результате смешения двух частот, входной и гетеродина, образуются ещё две частоты (суммарная и разностная). Разностная частота (при амплитудной модуляциипостоянная) используется как промежуточная частота, на которой происходит основное усиление сигнала.

К гетеродинам устанавливаются высокие требования по стабильности частоты и амплитуды, а также спектральной чистоте гармонических колебаний. Чем выше эти требования, тем сложнее конструктивное исполнение гетеродина: стабилизируют напряжение питания, применяют сложные схемы, исключающие влияние внешних факторов на частоту генератора, компоненты со специальными свойствами, гетеродин помещают в термостат, используют системы автоматической подстройки частоты и т. д. Если гетеродин работает на фиксированной частоте, применяют стабилизацию с помощью кварцевого резонатора. В современной радиоаппаратуре в качестве перестраиваемых гетеродинов всё чаще применяют цифровые синтезаторы частоты, которые обладают рядом важных преимуществ.

3. Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприемниках,радиопередатчиках, частотомерах, испытательных  генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без-каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту. В отличие от традиционных (аналоговых) решений, цифровые синтезаторы используют цифровую обработку для получения требуемой формы выходного сигнала из базового (тактового) сигнала. Сначала с помощью фазового аккумулятора создается цифровое представление сигнала, а затем генерируется и сам выходной сигнал (синусоидальной или любой другой желаемой формы) посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).Скорость генерации цифрового сигнала ограничена цифровым интерфейсом, но весьма высока и сопоставима с аналоговыми схемами. Цифровые синтезаторы также обеспечивают довольно малый уровень фазовых шумов. Однако основным достоинством цифрового синтезатора является исключительно высокое разрешение по частоте (ниже 1 Гц), определяемое длиной фазового аккумулятора. Главные недостатки – ограниченный частотный диапазон и большие искажения сигнала. В то время как нижняя граница рабочего диапазона частот цифрового синтезатора находится близко к нулю герц, его верхняя граница, в соответствии с теоремой Котельникова, не может превышать половины тактовой частоты. Кроме того, реконструкция выходного сигнала невозможна без фильтра нижних частот, ограничивающего диапазон выходного сигнала приблизительно до 40% тактовой частоты.

Билет №9

1. Длина́ волны́ — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе. Длину волны принято обозначать греческой буквой  .[1] По аналогии с волнами, возникающими в воде от брошенного камня, длиной волны является расстояние между двумя соседними гребнями волны. Одна из основных характеристик колебаний. Измеряется в единицах расстояния.

Запомните формулу расчета длины волны. Чтобы определить длину волны, вы должны разделить ее скорость на частоту. Формула выглядит следующим образом:

Длина волны = Скорость волны/Частота

Длина волны часто обозначается греческой буквой лямбда (λ)

Скорость обозначается буквой C

Частота - буквой F

2. Детектор является устройством, с помощью которого модулированное напряже- ние промежуточной частоты, подводимое к его выходу, преобразуется в напряже- ние низкой частоты, изменяющееся по закону модуляции.

В приемниках AM сигналов эту функцию выполняет амплитудный детектор, в приемниках ЧМ сигналов - частотный

При изучении АД надо обратить внимание на следующее.В большинстве современных радиоприемников применяются последовательные амплитудные детекторы на полупроводниковых диодах. Это объясняется тем, что транзисторные детекторы, хотя и обладают рядом преимуществ: высоким коэффициентом передачи, малыми нелинейными искажениями при детектировании слабых сигналов, сравнительно большим входным сопротивлением при малых входных напряжениях и др., отличаются все же более сложной схемой по сравнению с диодными полупроводниковыми детекторами. Основной недостаток обычно применяемых диодных и транзисторных детекторов состоит в необходимости подведения к их входам достаточно больших амплитуд модулированных напряжений, при которых обеспечиваются сравнительно небольшие нелинейные искажения выходного сигнала. Поэтому в высококачественных радиоприемниках применяют АД с линеаризующей обратной связью, построенные на базе операционных усилителей ОУ.

Линейные искажения — амплитудно- и фазочастотные — обус­ловлены наличием в детекторе инерционных элементов, главным образом емкостей. Амплитудно-частотные искажения определя­ются зависимостью коэффициента передачи детектора К от часто­ты модуляции входного сигнала. Фазочастотные искажения оце­ниваются по степени линейности зависимости фазового сдвига выходного напряжения по отношению к огибающей входного ра­диосигнала от частоты модуляции.

Коэффициентом передачи детектора называют отношение амплитуды выходного   напряжения   к амплитуде огибающей входного модулированного напряже­ния 

Входная проводимость детектора характеризует степень его влияния на источник детектируемого сигнала. Входная проводимость - отношение амплитуды первой гармоники входного тока   к ам­плитуде напряжения несущей частоты сигнала на входе детек­тора: