ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Д.В. Журавлёв

ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2013

УДК 681.3

Журавлёв Д.В. Основы современной радиоэлектроники : учеб. пособие [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые, граф. данные (6,21 Мб) / Д.В. Журавлёв. – Воронеж : ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Систем. требования: ПК 500 и выше ; 256 Мб ОЗУ ; Windows XP ; MS Word 2007 или более поздняя версия ; 1024x768 ; CD-ROM ; мышь. – Загл. с экрана. – Диск и сопровод. материал помещены в контейнер 12x14 см.

В данном учебном пособии рассмотрены вопросы теории информации, имеющие прямое отношение к проблемам радиосвязи, и основополагающие пробле­мы радиотехники, связанные с генерированием, усилением, моду­ляцией, детектированием, демодуляцией, преобразованием и об­работкой сигналов, анализом процессов, протекающих в радио­электронных цепях разнообразного назначения, изучением принци­пов устройства и функционирования радиоэлектронных устройств и систем радиосвязи.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 211000 «Конструирование и технология электронных средств», профилю «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», дисциплине «Основы радиоэлектроники и связи».

Ил. 105. Библиогр.: 23 назв.

Рецензенты: кафедра радиотехники Воронежского

института МВД России (д-р техн. наук, проф.

А.Н. Голубинский);

канд. техн. наук, доц. М.И. Бочаров

© Журавлёв Д.В., 2013

© Оформление. ФГБОУВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2013

Введение

Курс «Основы радиоэлектроники и связи» является учебной дисциплиной в системе подготовки бакалавров по направлению «Конструирование и технология электронных средств».

Данный курс опирается и тесно взаимодействует с такими дис­циплинами, как «Физика», «Информатика», «Общая электротехника и электроника», «Схемо- и системотехника электронных средств» и со всеми математическими дисциплинами.

Содержанием самой дисциплины «Основы радиоэлектроники и связи» являются вопросы теории информации, имеющие прямое отношение к проблемам радиосвязи, и основополагающие пробле­мы радиотехники, связанные с генерированием, усилением, моду­ляцией, детектированием, демодуляцией, преобразованием и об­работкой сигналов, анализом процессов, протекающих в радио­электронных цепях разнообразного назначения, изучением принци­пов устройства и функционирования радиоэлектронных устройств и систем радиосвязи.

Радиоэлектроника есть составная часть радиотехники - науки о методах и средствах передачи и приема сообщений на расстояние посредством электромагнитных волн, распространяющихся в сво­бодном пространстве.

Начав свое развитие более 100 лет назад, радиоэлектроника в настоящее время охватывает широкую научно-техническую область знаний, в которой разрабатываются методы и устройства для получения, хранения, преобразования и передачи информации на расстояние, как с помощью излучения электромагнитных волн, так и без него. Спектр проблем, в той или иной мере относящихся к радиоэлектронике, чрезвычайно широк. Тем не менее, в качестве составных частей радиоэлектроники можно выделить радиотехнику, электронику и микроэлектронику, а теперь еще и наноэлектронику.

При этом важнейшими задачами радиоэлектроники в области радиотехники, электроники и микро-, наноэлектроники соответственно являются:

• разработка методов и устройств получения, преобразования и передачи информации на расстояние с помощью электромагнитного излучения, распространяющегося в пространстве, разделяющем передатчик и приемник, и без него;

• изучение вопросов взаимодействия электронов с электромагнитными полями и методов создания на их основе приборов и устройств;

• создание электронных функциональных устройств в микроминиатюрном исполнении на основе группового изготовления радиоэлементов и печатного монтажа.

Идеи современной радиоэлектроники проникают во многие области, которые раньше имели лишь отдаленное отношение к вопросам передачи и обработки информации. Однако в настоящее время разработаны новые концепции открытых систем и иерархий взаимодействия между их компонентами.

Ввиду стремительного развития средств электронно-вычислительной техники и информационных технологий многие вопросы передачи информации между абонентами невозможно решить без хорошего знания и использования радиоэлектронных методов. То же можно сказать и о развитии интеллектуальных систем.

1. Сигналы в радиоэлектронике

Изменение во времени напряжения, тока, заряда или мощности в электрических цепях называют электрическим колебанием. Используемое для передачи информации электрическое колебание является сигналом. В радиотехнике термины «электрическое колебание» и «сигнал» близки по смыслу и часто заменяют друг друга. Сложность процессов в электрических цепях зависит от сложности исходных сигналов. Поэтому целесообразно пользоваться спектром сигналов. Из математики известны ряды и преобразования Фурье, с помощью которых удается представить сигналы совокупностью гармонических составляющих. На практике полезен анализ характеристики, дающий представление о скорости изменения и длительности сигнала. Это удается достичь с помощью корреляционного анализа. Сигналы, поступающие из источника сообщений (микрофон, передающая телевизионная камера и т. д.), как правило, не могут быть непосредственно переданы по радиоканалу. Это обусловлено их относительной низкочастотностью. Чтобы осуществить эффективную передачу сигналов по линиям связи, необходимо перенести их спектр из низкочастотной области в область высоких частот. Данная процедура получила название модуляции.

В различных системах передачи информации применяют узкополосные сигналы, спектр которых сосредоточен в окрестности частоты . При анализе этих сигналов пользуются понятием «аналитический сигнал».