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ivanov666
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1. ɉɟɪɟɞɚɬɱɢɤɢ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɢ
Ɋɢɫ. 1.13. Ɋɚɞɢɨɩɪɢɟɦɧɢɤ ɫ ɧɟɩɨɫɪɟɞɫɬɜɟɧɧɵɦ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟɦ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɜ
ɰɢɮɪɨɜɨɣ ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥ
Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɚɹ ɱɚɫɬɶ ɬɚɤɨɝɨ ɪɚɞɢɨɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɫɨɞɟɪɠɢɬ ɥɢɲɶ ɜɯɨɞɧɨɣ ɩɨɥɨɫɧɨɩɪɨɩɭɫɤɚɸɳɢɣ ɮɢɥɶɬɪ ɢ ɦɚɥɨɲɭɦɹɳɢɣ ɭɫɢɥɢɬɟɥɶ. ɉɨɞɨɛɧɵɣ ɩɪɢɟɦɧɢɤ
ɩɨɥɭɱɚɟɬɫɹ ɜɟɫɶɦɚ ɩɪɨɫɬɵɦ. Ɏɢɥɶɬɪɚɰɢɹ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɩɨɥɟɡɧɨɝɨ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɢ
ɢɡɜɥɟɱɟɧɢɟ ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɢ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɸɬɫɹ ɜ ɰɢɮɪɨɜɨɣ ɱɚɫɬɢ.
Ⱦɪɭɝɢɟ ɜɚɪɢɚɧɬɵ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɵɯ ɫɯɟɦ ɩɪɢɟɦɧɢɤɨɜ
ȿɫɥɢ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤ ɪɚɞɢɨɫɬɚɧɰɢɢ ɤɨɧɫɬɪɭɤɬɢɜɧɨ ɨɛɴɟɞɢɧɟɧɵ, ɚ
ɩɟɪɟɞɚɸɳɚɹ ɢ ɚɧɬɟɧɧɚɹ ɫɢɫɬɟɦɵ ɜɵɩɨɥɧɟɧɵ ɜ ɜɢɞɟ ȺɎȺɊ, ɬɨ ɜ ɫɨɫɬɚɜ
ɦɨɞɭɥɟɣ ɜɤɥɸɱɚɸɬ ɧɟ ɬɨɥɶɤɨ ɩɟɪɟɞɚɸɳɢɟ, ɧɨ ɢ ɩɪɢɟɦɧɵɟ ɦɨɞɭɥɢ. Ɍɚɤɢɦ
ɨɛɪɚɡɨɦ, ȺɎȺɊ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɚɹ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɸɳɢɟ ɦɨɞɭɥɢ, ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬ ɢ
ɢɡɥɭɱɟɧɢɟ, ɢ ɩɪɢɟɦ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɨɜ.
ȼ ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ ɫɥɭɱɚɹɯ ɰɟɥɟɫɨɨɛɪɚɡɧɨ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟ ɛɨɥɟɟ ɫɬɚɪɵɯ, ɧɨ ɨɱɟɧɶ
ɩɪɨɫɬɵɯ ɫɯɟɦ ɩɪɢɟɦɧɢɤɨɜ. ɇɚɩɪɢɦɟɪ, ɩɪɢ ɛɨɥɶɲɨɦ ɭɪɨɜɧɟ ɜɯɨɞɧɵɯ
ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɢ ɫɥɚɛɵɯ ɦɟɲɚɸɳɢɯ ɫɢɝɧɚɥɚɯ ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟ
ɞɟɬɟɤɬɨɪɧɨɝɨ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɟɝɨ ɬɨɥɶɤɨ ɚɧɬɟɧɧɭ, ɞɟɦɨɞɭɥɹɬɨɪ ɢ
ɞɟɬɟɤɬɨɪ. ȼɟɫɶɦɚ ɩɪɨɫɬɵɦ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɫɜɟɪɯɪɟɝɟɧɟɪɚɬɢɜɧɵɣ ɩɪɢɟɦɧɢɤ, ɜ
ɤɨɬɨɪɨɦ ɧɚ ɨɞɧɨɦ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɟ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ ɭɫɢɥɢɬɟɥɶ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ,
ɞɟɦɨɞɭɥɹɬɨɪ ɢ ɭɫɢɥɢɬɟɥɶ ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥɚ.
1.2.2. Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɩɚɪɚɦɟɬɪɵ ɪɚɞɢɨɩɪɢɟɦɧɢɤɚ
1. Ⱦɢɚɩɚɡɨɧ ɱɚɫɬɨɬ : ݂
ǥ݂௫
2. ɑɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ — ɫɩɨɫɨɛɧɨɫɬɶ ɜɵɞɟɥɹɬɶ ɩɨɥɟɡɧɵɣ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥ ɢɡ
ɲɭɦɨɜ.
3. ɂɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ — ɫɩɨɫɨɛɧɨɫɬɶ ɜɵɞɟɥɹɬɶ ɩɨɥɟɡɧɵɣ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥ ɢɡ
ɞɪɭɝɢɯ ɦɟɲɚɸɳɢɯ ɫɢɝɧɚɥɨɜ.
4. Ⱦɢɧɚɦɢɱɟɫɤɢɣ ɞɢɚɩɚɡɨɧ ɜɯɨɞɧɵɯ ɫɢɝɧɚɥɨɜ ܦൌͳͲ
ܲ
ǡ ܲ
௫
— ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɚɹ ɢ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɚɹ ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɧɚ ɜɯɨɞɟ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ.
Ⱦɢɚɩɚɡɨɧ ɱɚɫɬɨɬ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɨɛɵɱɧɨ ɧɟɫɤɨɥɶɤɨ ɫɦɟɳɟɧ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ
ɞɢɚɩɚɡɨɧɚ ɱɚɫɬɨɬ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚ ɬɨɣ ɠɟ ɪɚɞɢɨɫɬɚɧɰɢɢ.
ɑɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɪɚɞɢɨɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɟɧɧɨ ɨɰɟɧɢɜɚɟɬɫɹ
ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɵɦ ɭɪɨɜɧɟɦ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ (ɜɯɨɞɧɨɣ ɦɨɳɧɨɫɬɶɸ ܲ
ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɜɯɨɞɧɨɝɨ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹ ɢɥɢ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶɸ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ,
ɧɚɜɨɞɢɦɨɝɨ ɜ ɚɧɬɟɧɧɟ), ɩɪɢ ɤɨɬɨɪɨɦ ɩɟɪɟɞɚɜɚɟɦɚɹ ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɹ ɢɡɜɥɟɤɚɟɬɫɹ ɢɡ
ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥɚ ɫ ɨɲɢɛɤɨɣ, ɧɟ ɩɪɟɜɵɲɚɸɳɟɣ ɡɚɞɚɧɧɭɸ. Ⱦɥɹ ɦɢɧɢɦɢɡɚɰɢɢ
ɨɲɢɛɤɢ ɬɪɟɛɭɟɬɫɹ, ɱɬɨɛɵ ɛɵɥɨ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ ɜɵɫɨɤɢɦ ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
Ǥ
ܲ
௫
ൗ , ɝɞɟ
ܲ
ǡ ɚɦɩɥɢɬɭɞɨɣ
21
Ɋɨɦɚɧɸɤ ȼ.Ⱥ. Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ
ɫɢɝɧɚɥɚ ɤ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɲɭɦɚ SNR (Signal-to-Noise Ratio) ɧɚ ɜɯɨɞɟ ɞɟɬɟɤɬɨɪɚ. ɉɪɢ
ɚɧɚɥɨɝɨɜɨɦ ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥɟ ɱɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ — ɷɬɨ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɚɹ
ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɧɚ ɜɯɨɞɟܲ
, ɩɪɢ ɤɨɬɨɪɨɣ ɢɫɤɚɠɟɧɢɹ ɩɪɢɧɹɬɨɝɨ ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥɚ ɧɚ
ɩɪɟɜɵɲɚɸɬ ɞɨɩɭɫɬɢɦɨɟ ɡɧɚɱɟɧɢɟ.
ȿɫɥɢ ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥ ɰɢɮɪɨɜɨɣ, ɬɨ ɨɲɢɛɤɚ ɜ ɩɪɢɟɦɟ ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɢ ɨɰɟɧɢɜɚɟɬɫɹ
ɜɟɥɢɱɢɧɨɣ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ BER (Bit Error Ratio) — ɨɬɧɨɲɟɧɢɟɦ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ
ɨɲɢɛɨɱɧɵɯ ɛɢɬɨɜ ɤ ɨɛɳɟɦɭ ɱɢɫɥɭ ɩɪɢɧɹɬɵɯ ɛɢɬɨɜ ɡɚ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɟ ɜɪɟɦɹ ɜ
ɞɟɬɟɤɬɨɪɟ. ȼ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɱɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ — ɷɬɨ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɚɹ
ɜɟɥɢɱɢɧɚ ɜɯɨɞɧɨɝɨ ɫɢɝɧɚɥɚ, ɩɪɢ ɤɨɬɨɪɨɣ ɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɟɬɫɹ ɡɚɞɚɧɧɨɟ ɡɧɚɱɟɧɢɟ
ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ BER.
1.2.3. ɂɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɪɢɟɦɧɢɤɨɜ
ɂɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɨɰɟɧɢɜɚɟɬɫɹ ɫɬɟɩɟɧɶɸ ɩɨɞɚɜɥɟɧɢɹ ɦɟɲɚɸɳɢɯ
ɫɢɝɧɚɥɨɜ. Ⱦɥɹ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɟɧɧɨɣ ɨɰɟɧɤɢ ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɩɪɢɦɟɧɹɸɬ
ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ ɩɨɤɚɡɚɬɟɥɢ
ɚ) ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ ɭɫɢɥɟɧɢɹ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɧɚ
ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɨɣ ɱɚɫɬɨɬɟ݂
ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɱɚɫɬɨɬɵ ݂
ܭ
ሻ
ͳͲ
ሺ݂˔
൘
ܭ
ሺ݂ˏˈ˛ሻ
ɤ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɭ ɭɫɢɥɟɧɢɹ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɦɟɲɚɸɳɟɝɨ
˔
ɩɪɢ ɬɨɣ ɠɟ ɜɟɥɢɱɢɧɟ ɨɲɢɛɨɤ ɩɪɢɟɦɚ: ܣൌ
ˏˈ˛
, ɞȻ, ɥɢɛɨ
ɛ) ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɱɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɧɚ ɦɟɲɚɸɳɟɣ ɱɚɫɬɨɬɟ ݂
ɱɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɧɚ ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɨɣ ɱɚɫɬɨɬɟ ݂
: Ⱥ =
ܲ
ሺ݂ˏˈ˛
ሻ
൘
ܲ
ሺ݂
ሻ
ɤ
ˏˈ˛
.
Ɋɚɡɥɢɱɚɸɬ ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨ ɫɨɫɟɞɧɟɦɭ ɤɚɧɚɥɭ ɢ ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨ
ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɦɭ ɤɚɧɚɥɭ.
ɂɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨ ɫɨɫɟɞɧɟɦɭ ɤɚɧɚɥɭ
ɋɨɫɟɞɧɢɦ ɤɚɧɚɥɨɦ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɧɚɜɟɞɟɧɧɵɣ ɜ ɚɧɬɟɧɧɟ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥ, ɱɚɫɬɨɬɚ
ɤɨɬɨɪɨɝɨ ɛɥɢɡɤɚ ɤ ɱɚɫɬɨɬɟ ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɨɝɨ ɫɢɝɧɚɥɚ. ȿɫɥɢ ɜɟɥɢɱɢɧɚ ɫɢɝɧɚɥɚ
ɫɨɫɟɞɧɟɝɨ ɤɚɧɚɥɚ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ ɜɟɥɢɤɚ, ɬɨ ɩɨɥɟɡɧɵɣ ɫɢɝɧɚɥ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ
ɩɨɞɚɜɥɟɧ. ɉɨɥɨɫɚ ɩɪɨɩɭɫɤɚɧɢɹ ɜɯɨɞɧɨɝɨ ɮɢɥɶɬɪɚ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ — ɩɪɟɫɟɥɟɤɬɨɪɚ
ɜɟɥɢɤɚ ɩɨ ɫɪɚɜɧɟɧɢɸ ɫ ɲɢɪɢɧɨɣ ɫɩɟɤɬɪɚ ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɨɝɨ ɫɢɝɧɚɥɚ, ɩɨɷɬɨɦɭ
ɩɪɟɫɟɥɟɤɬɨɪ ɧɟ
ɦɨɠɟɬ ɜɵɞɟɥɢɬɶ ɩɨɥɟɡɧɵɣ ɫɢɝɧɚɥ ɢɡ ɦɟɲɚɸɳɢɯ. Ⱦɥɹ
ɭɫɬɪɚɧɟɧɢɹ ɦɟɲɚɸɳɢɯ ɤɚɧɚɥɨɜ, ɤɚɤ ɛɵɥɨ ɨɬɦɟɱɟɧɨ, ɜ ɫɨɫɬɚɜ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ
ɜɤɥɸɱɚɸɬ ɩɨɧɢɠɚɸɳɢɣ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɶ ɱɚɫɬɨɬɵ ɢ ɨɫɧɨɜɧɭɸ ɮɢɥɶɬɪɚɰɢɸ
ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɸɬ ɧɚ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɨɣ ɱɚɫɬɨɬɟ ݂
– ɪɢɫ. 1. 14.
˒˓
22
1. ɉɟɪɟɞɚɬɱɢɤɢ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɢ
Ɋɢɫ. 1.14. ȼɵɞɟɥɟɧɢɟ ɩɨɥɟɡɧɨɝɨ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɢɡ ɦɟɲɚɸɳɢɯ ɫɢɝɧɚɥɨɜ ɫɨɫɟɞɧɢɯ
ɤɚɧɚɥɨɜ ɜ ɫɭɩɟɪɝɟɬɟɪɨɞɢɧɟ, ɝɞɟ: ɚ) ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɵ ɧɚ ɜɯɨɞɟ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɢ ɫɩɟɤɬɪ
ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɝɟɬɟɪɨɞɢɧɚ, ɛ) ɫɩɟɤɬɪɵ ɧɚ ɜɵɯɨɞɟ ɩɨɧɢɠɚɸɳɟɝɨ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɹ
ɱɚɫɬɨɬɵ, ɜ) ɫɩɟɤɬɪ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɩɨɫɥɟ ɮɢɥɶɬɪɚ ɨɫɧɨɜɧɨɣ ɫɟɥɟɤɰɢɢ
ɂɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɦɭ ɤɚɧɚɥɭ.
Ɂɟɪɤɚɥɶɧɵɦ ɤɚɧɚɥɨɦ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɧɚɜɟɞɟɧɧɵɟ ɜ ɚɧɬɟɧɧɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ, ɱɚɫɬɨɬɚ
ɤɨɬɨɪɵɯ ݂
ɝɟɬɟɪɨɞɢɧɚ ɧɚ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɭɸ ݂
݂
— ɪɢɫ.1.15.
ˆ
, ɬɚɤ ɠɟ, ɤɚɤ ɢ ɱɚɫɬɨɬɚ ɩɨɥɟɡɧɨɝɨ ɫɢɝɧɚɥɚ, ɨɬɥɢɱɚɟɬɫɹ ɨɬ ɱɚɫɬɨɬɵ
ˊˈ˓
, ɧɨ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɚ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ
˒˓
Ɋɢɫ. 1.15. Ɂɟɪɤɚɥɶɧɵɣ ɤɚɧɚɥ ɩɪɢɟɦɚ
ɉɪɢ ɦɨɳɧɨɦ ɫɢɝɧɚɥɟ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɝɨ ɤɚɧɚɥɚ ɨɧ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɜ
ɩɨɧɢɠɚɸɳɟɦ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɟ ɱɚɫɬɨɬɵ ɦɨɠɟɬ ɩɨɥɧɨɫɬɶɸ ɩɨɞɚɜɢɬɶ ɩɨɥɟɡɧɵɣ
ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɵɣ ɫɢɝɧɚɥ. Ʉɚɤ ɜɢɞɧɨ ɢɡ ɪɢɫ. 1.15, ɞɥɹ ɭɫɬɪɚɧɟɧɢɹ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɝɨ
ɤɚɧɚɥɚ ɧɭɠɧɨ, ɱɬɨɛɵ ɟɝɨ ɱɚɫɬɨɬɚ ɧɟ ɩɨɩɚɥɚ ɜ ɩɨɥɨɫɭ ɩɪɨɩɭɫɤɚɧɢɹ
ɩɪɟɫɟɥɟɤɬɨɪɚ. ɋ ɷɬɨɣ ɰɟɥɶɸ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɞɨɥɠɧɚ ɛɵɬɶ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ
ɜɵɫɨɤɨɣ.
Ɉɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨɟ ɨɛɟɫɩɟɱɟɧɢɟ ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɩɨ ɫɨɫɟɞɧɟɦɭ ɢ
ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɦɭ ɤɚɧɚɥɚɦ
ɂɡ ɢɡɥɨɠɟɧɧɨɝɨ ɹɫɧɨ, ɱɬɨ ɨɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨɟ ɜɵɩɨɥɧɟɧɢɟ ɬɪɟɛɨɜɚɧɢɣ ɤ
ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɩɨ ɫɨɫɟɞɧɟɦɭ ɢ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɦɭ ɤɚɧɚɥɚɦ — ɡɚɞɚɱɚ
23
Ɋɨɦɚɧɸɤ ȼ.Ⱥ. Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ
ɩɪɨɬɢɜɨɪɟɱɢɜɚɹ. ɂɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨ ɫɨɫɟɞɧɟɦɭ ɤɚɧɚɥɭ ɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɟɬɫɹ
ɮɢɥɶɬɪɨɦ ɨɫɧɨɜɧɨɣ ɫɟɥɟɤɰɢɢ ɜ ɬɪɚɤɬɟ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɨɣ ɱɚɫɬɨɬɵ. Ⱦɥɹ
ɜɵɞɟɥɟɧɢɹ ɫɩɟɤɬɪɚ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ, ɲɢɪɢɧɚ ɤɨɬɨɪɨɝɨ 2 F
ܨ
— ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɫɩɟɤɬɪɚ ɜɢɞɟɨɫɢɝɧɚɥɚ (ɧɟɫɤɨɥɶɤɨ ɞɟɫɹɬɤɨɜ ɤȽɰ),
௫
max
, ɝɞɟ
ɧɭɠɧɨ, ɱɬɨɛɵ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɛɵɥɚ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ ɧɢɡɤɚ (ɩɨɪɹɞɤɚ ɟɞɢɧɢɰ
ɆȽɰ). Ɍɨɥɶɤɨ ɜ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɫɨɡɞɚɧɢɟ ɮɢɥɶɬɪɨɜ ɫ ɤɪɭɬɵɦɢ ɮɪɨɧɬɚɦɢ
ɢ ɜɵɩɨɥɧɟɧɢɟ ɬɪɟɛɨɜɚɧɢɹ ɢɡɛɢɪɚɬɟɥɶɧɨɫɬɢ ɩɨ ɫɨɫɟɞɧɟɦɭ ɤɚɧɚɥɭ.
ɋ ɞɪɭɝɨɣ ɫɬɨɪɨɧɵ, ɞɥɹ ɬɨɝɨ, ɱɬɨɛɵ ɡɟɪɤɚɥɶɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɧɟ ɩɨɩɚɥɚ ɜ
ɩɪɢɟɦɧɢɤ, ɱɬɨ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ ɩɪɟɫɟɥɟɤɬɨɪɨɦ, ɩɨɥɨɫɚ ɩɪɨɩɭɫɤɚɧɢɹ ɤɨɬɨɪɨɝɨ
ɞɨɜɨɥɶɧɨ ɜɟɥɢɤɚ (ɞɟɫɹɬɤɢ ɆȽɰ), ɬɪɟɛɭɟɬɫɹ ɜɵɫɨɤɨɟ ɡɧɚɱɟɧɢɟ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɨɣ
ɱɚɫɬɨɬɵ. Ⱦɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨ, ɰɟɧɬɪɚɥɶɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɩɪɟɫɟɥɟɤɬɨɪɚ ɪɚɜɧɚ ɱɚɫɬɨɬɟ
ɫɢɝɧɚɥɚ ݂
, ɡɟɪɤɚɥɶɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ݂
= ݂േ2݂
ˊˈ˓
ɢ ɪɚɡɧɨɫɬɶ ɦɟɠɞɭ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɣ
˒˓
ɱɚɫɬɨɬɨɣ ɢ ɱɚɫɬɨɬɨɣ ɫɢɝɧɚɥɚ ɞɨɥɠɧɚ ɛɵɬɶ ɛɨɥɶɲɟ ɩɨɥɨɜɢɧɵ ɩɨɥɨɫɵ
ɩɪɨɩɭɫɤɚɧɢɹ ɩɪɟɫɟɥɟɤɬɨɪɚ. Ⱦɥɹ ɜɵɩɨɥɧɟɧɢɹ ɷɬɨɝɨ ɬɪɟɛɨɜɚɧɢɹ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɭɸ
ɱɚɫɬɨɬɭ ɫɥɟɞɭɟɬ ɭɜɟɥɢɱɢɜɚɬɶ.
Ɉɬɦɟɱɟɧɧɨɟ ɩɪɨɬɢɜɨɪɟɱɢɟ ɪɚɡɪɟɲɚɟɬɫɹ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟɦ ɞɜɨɣɧɨɝɨ
ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɱɚɫɬɨɬɵ. ȼ ɫɨɫɬɚɜ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɜɤɥɸɱɚɸɬ ɞɜɚ ɩɨɧɢɠɚɸɳɢɯ
ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɹ ɱɚɫɬɨɬɵ. ɉɟɪɜɚɹ ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɵ ɜɵɛɢɪɚɟɬɫɹ
ɜɵɫɨɤɨɣ, ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨɣ ɞɥɹ ɮɢɥɶɬɪɚɰɢɢ ɡɟɪɤɚɥɶɧɨɣ ɱɚɫɬɨɬɵ, ɚ ɜɬɨɪɚɹ
ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɭɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɟɬɫɹ ɦɚɥɨɣ, ɚ ɢɦɟɧɧɨ, ɬɚɤɨɣ ɜɟɥɢɱɢɧɵ,
ɤɨɬɨɪɚɹ ɩɨɡɜɨɥɹɟɬ ɩɪɢɦɟɧɢɬɶ ɜɵɫɨɤɨɷɮɮɟɤɬɢɜɧɵɟ ɮɢɥɶɬɪɵ ɨɫɧɨɜɧɨɣ
ɫɟɥɟɤɰɢɢ, ɭɫɬɪɚɧɹɸɳɢɣ ɫɨɫɟɞɧɢɟ ɤɚɧɚɥɵ ɩɪɢɟɦɚ.
1.2.4. Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɨɜ
ɉɪɢɧɢɦɚɹ ɜɨ ɜɧɢɦɚɧɢɟ ɡɚɞɚɱɢ, ɪɟɲɚɟɦɵɟ ɜ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚɯ,
ɩɟɪɟɱɢɫɥɢɦ ɨɫɧɨɜɧɵɟ ɪɚɞɢɨɬɟɯɧɢɱɟɫɤɢɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ, ɜɯɨɞɹɳɢɟ ɜ ɫɨɫɬɚɜ
ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ. ɉɟɪɟɞɚɬɱɢɤɢ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɢ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɚɧɚɥɨɝɨɜɭɸ ɢ
ɰɢɮɪɨɜɭɸ ɱɚɫɬɢ. ȼ ɚɧɚɥɨɝɨɜɨɣ ɱɚɫɬɢ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɸɬɫɹ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɨɰɟɫɫɵ,
ɫɜɹɡɚɧɧɵɟ ɫ ɝɟɧɟɪɢɪɨɜɚɧɢɟɦ, ɭɫɢɥɟɧɢɟɦ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɢ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟɦ
ɱɚɫɬɨɬɵ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ. ɍɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɚɧɚɥɨɝɨɜɨɣ ɱɚɫɬɢ
ɜɵɩɨɥɧɟɧɵ ɢɡ ɤɥɚɫɫɢɱɟɫɤɢɯ ɪɚɞɢɨɬɟɯɧɢɱɟɫɤɢɯ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ: ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɣ,
ɟɦɤɨɫɬɟɣ, ɢɧɞɭɤɬɢɜɧɨɫɬɟɣ, ɞɢɨɞɨɜ, ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɨɜ, ɚɧɚɥɨɝɨɜɵɯ ɦɢɤɪɨɫɯɟɦ,
ɪɟɡɨɧɚɬɨɪɨɜ ɢ ɞɪ.
ȼ ɰɢɮɪɨɜɨɣ ɱɚɫɬɢ
ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɧɵɦɢ ɜ ɰɢɮɪɨɜɨɣ ɮɨɪɦɟ. Ɉɫɧɨɜɨɣ ɰɢɮɪɨɜɨɣ ɱɚɫɬɢ ɹɜɥɹɟɬɫɹ
ɩɪɨɝɪɚɦɦɧɨɟ ɨɛɟɫɩɟɱɟɧɢɟ ɩɪɨɰɟɫɫɨɪɨɜ ɢ ɩɪɨɝɪɚɦɦɢɪɭɟɦɵɯ ɥɨɝɢɱɟɫɤɢɯ
ɢɧɬɟɝɪɚɥɶɧɵɯ ɫɯɟɦ (ɉɅɂɋ). ɋɨɫɬɚɜɧɵɟ ɱɚɫɬɢ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ ɫɜɹɡɚɧɵ ɰɢɮɪɨɚɧɚɥɨɝɨɜɵɦɢ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɹɦɢ (ɐȺɉ), ɚ ɫɨɫɬɚɜɧɵɟ ɱɚɫɬɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɨɜ:
ɚɧɚɥɨɝɨ –ɰɢɮɪɨɜɵɦɢ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɹɦɢ (Ⱥɐɉ).
ɜɵɩɨɥɧɹɸɬɫɹ ɦɚɬɟɦɚɬɢɱɟɫɤɢɟ ɨɩɟɪɚɰɢɢ ɫ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹɦɢ,
24
1. ɉɟɪɟɞɚɬɱɢɤɢ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɢ
Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɵɟ ɱɚɫɬɢ ɫɨɞɟɪɠɚɬ.
1. ɂɫɬɨɱɧɢɤɢ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ — ɝɟɧɟɪɚɬɨɪɵ ɢ ɫɢɧɬɟɡɚɬɨɪɵ
ɱɚɫɬɨɬ.
ȼ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ ɢɫɬɨɱɧɢɤɢ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɩɪɢɦɟɧɹɸɬ ɞɥɹ ɝɟɧɟɪɢɪɨɜɚɧɢɹ
ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɧɟɫɭɳɟɣ ɱɚɫɬɨɬɵ. ȼ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚɯ ɢ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ — ɜ ɤɚɱɟɫɬɜɟ
ɝɟɬɟɪɨɞɢɧɨɜ.
ɋ ɰɟɥɶɸ ɜɵɩɨɥɧɟɧɢɹ ɬɪɟɛɨɜɚɧɢɣ ɤ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɦ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɚ ɜɵɫɨɤɚɹ
ɫɬɚɛɢɥɶɧɨɫɬɶ ɱɚɫɬɨɬɵ ɝɟɧɟɪɢɪɭɟɦɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɶ
ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɱɚɫɬɨɬɵ ɩɪɢ ɫɨɯɪɚɧɟɧɢɢ ɟɟ ɜɵɫɨɤɨɣ ɫɬɚɛɢɥɶɧɨɫɬɢ. ɗɬɢ ɡɚɞɚɱɢ
ɪɟɲɚɸɬɫɹ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟɦ ɫɢɧɬɟɡɚɬɨɪɨɜ ɱɚɫɬɨɬ.
2. ɍɫɢɥɢɬɟɥɢ ɦɨɳɧɨɫɬɢ (ɍɆ) ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɧɟɫɭɳɟɣ ɱɚɫɬɨɬɵ. ȼ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ
ɍɆ ɧɭɠɧɵ ɞɥɹ ɫɨɡɞɚɧɢɹ ɬɪɟɛɭɟɦɨɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ,
ɢɡɥɭɱɚɟɦɨɝɨ
ɩɟɪɟɞɚɸɳɟɣ ɚɧɬɟɧɧɨɣ. ȼ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚɯ ɭɫɢɥɢɬɟɥɢ
ɭɜɟɥɢɱɢɜɚɸɬ ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɨɝɨ ɪɚɞɢɨɫɢɝɧɚɥɚ ɞɨ ɜɟɥɢɱɢɧɵ,
ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨɣ ɞɥɹ ɞɟɦɨɞɭɥɹɰɢɢ.
3. ɉɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɢ ɱɚɫɬɨɬɵ — ɩɨɜɵɲɚɸɳɢɟ ɜ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ, ɩɨɧɢɠɚɸɳɢɟ
ɜ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚɯ. ȼ ɫɨɫɬɚɜ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɟɣ ɜɯɨɞɹɬ ɫɦɟɫɢɬɟɥɢ ɱɚɫɬɨɬ,
ɝɟɬɟɪɨɞɢɧɵ ɢ ɮɢɥɶɬɪɵ.
4. ɋɦɟɫɢɬɟɥɢ ɱɚɫɬɨɬ. ȼ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚɯ ɫɦɟɫɢɬɟɥɢ ɹɜɥɹɸɬɫɹ
ɱɚɫɬɶɸ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɟɣ ɱɚɫɬɨɬɵ, ɦɨɞɭɥɹɬɨɪɨɜ ɢ ɞɟɦɨɞɭɥɹɬɨɪɨɜ.
5. Ɏɢɥɶɬɪɵ, ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ, ɉɉɎ ɢ Ɏɇɑ. Ɉɧɢ ɩɪɢɦɟɧɹɸɬɫɹ ɜ
ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɬɟɥɹɯ ɱɚɫɬɨɬ, ɦɨɞɭɥɹɬɨɪɚɯ ɢ ɞɟɦɨɞɭɥɹɬɨɪɚɯ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɞɥɹ
ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨɣ ɢ ɨɫɧɨɜɧɨɣ ɫɟɥɟɤɰɢɢ ɩɪɢɧɢɦɚɟɦɨɝɨ ɫɢɝɧɚɥɚ. Ʉɪɨɦɟ
ɬɨɝɨ, ɮɢɥɶɬɪɚɦɢ ɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɸɬɫɹ ɬɪɟɛɨɜɚɧɢɹ ɫɬɚɧɞɚɪɬɚ
ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɫɨɜɦɟɫɬɢɦɨɫɬɢ ɩɨ ɞɨɩɭɫɬɢɦɨɦɭ ɭɪɨɜɧɸ ɜɧɟɩɨɥɨɫɧɵɯ
ɢɡɥɭɱɟɧɢɣ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚ.
ɉɪɢɦɟɪɨɦ ɫɨɜɪɟɦɟɧɧɨɝɨ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɲɢɪɨɤɨɩɨɥɨɫɧɵɣ
ɬɪɚɧɫɢɜɟɪ AD 9361 ɞɢɚɩɚɡɨɧɚ ɱɚɫɬɨɬ 70
ɆȽɰ … 6 ȽȽɰ, ɛɥɨɤ-ɫɯɟɦɚ ɤɨɬɨɪɨɝɨ
ɩɪɢɜɟɞɟɧɚ ɧɚ ɪɢɫ. 1.16.
25
Ɋɨɦɚɧɸɤ ȼ.Ⱥ. Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ
Ɋɢɫ 1. 16. ɉɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤ AD 9361/
ɍɫɬɪɨɣɫɬɜɨ ɫɨɞɟɪɠɢɬ ɞɜɚ ɤɚɧɚɥɚ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚ ɢ ɞɜɚ ɤɚɧɚɥɚ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚ, ɱɬɨ
ɞɚɟɬ ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɶ ɩɨɫɬɪɨɟɧɢɹ ɦɧɨɝɨɚɧɬɟɧɧɵɯ ɫɢɫɬɟɦ ɬɢɩɚ MIMO (multiple in,
multiple out).
Ȼɨɥɟɟ ɩɨɞɪɨɛɧɵɟ ɫɜɟɞɟɧɢɹ ɨ ɩɨɫɬɪɨɟɧɢɢ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɨɜ
ɪɚɞɢɨɫɢɫɬɟɦ ɪɚɡɥɢɱɧɨɝɨ ɧɚɡɧɚɱɟɧɢɹ ɢɦɟɸɬɫɹ ɜ ɭɱɟɛɧɨɣ ɥɢɬɟɪɚɬɭɪɟ, ɧɚɩɪɢɦɟɪ,
[1] — [4].
26
2. ɍɫɢɥɢɬɟɥɢ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
ɍɫɢɥɢɬɟɥɶ ɦɨɳɧɨɫɬɢ (ɍɆ) — ɷɬɨ ɱɟɬɵɪɟɯɩɨɥɸɫɧɢɤ, ɧɚ ɜɯɨɞ ɤɨɬɨɪɨɝɨ
ɩɨɫɬɭɩɚɸɬ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɱɚɫɬɨɬɵ f ɦɨɳɧɨɫɬɶɸ ܲ
> ܲ
ɜɵɯɨɞɟ ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ܲ
˅˞˘
ɩɪɢ ɫɨɯɪɚɧɟɧɢɢ ɱɚɫɬɨɬɵ — ɪɢɫ. 2. 1.
˅˘
, ɚ ɧɚ
˅˘
Ɋɢɫ. 2. 1. Ɉɛɨɛɳɟɧɧɚɹ ɫɯɟɦɚ ɭɫɢɥɢɬɟɥɶɧɨɝɨ ɤɚɫɤɚɞɚ
ɂɫɬɨɱɧɢɤ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ݑ˅˘(t) = ܷ˅˘߱ݐ, ɢɦɟɟɬ ɜɧɭɬɪɟɧɧɟɟ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟ
ܴ
ȼɯɨɞɧɚɹ ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɭɜɟɥɢɱɢɜɚɟɬɫɹ ɡɚ ɫɱɟɬ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ
ˋ˔˕Ǥ
ɷɧɟɪɝɢɢ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɩɢɬɚɧɢɹ ܷ
ɜ ɷɧɟɪɝɢɸ
ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ. ȼ ɧɚɫɬɨɹɳɟɦ ɩɨɫɨɛɢɢ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɸɬɫɹ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜɵɟ
ɭɫɢɥɢɬɟɥɢ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɋȼɑ.
ɋɨɫɬɚɜ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
Ɉɫɧɨɜɧɵɦ ɷɥɟɦɟɧɬɨɦ ɍɆ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɚɤɬɢɜɧɵɣ ɷɥɟɦɟɧɬ, ɫɩɨɫɨɛɧɵɣ
ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɬɶ ɬɚɤɨɟ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ. ȼ ɤɚɱɟɫɬɜɟ ɚɤɬɢɜɧɨɝɨ ɷɥɟɦɟɧɬɚ ɜ
ɦɢɤɪɨɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɚɯ ɢ ɩɪɢɟɦɧɢɤɚɯ ɩɪɢɦɟɧɹɸɬ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɵ
(ɩɨɥɟɜɵɟ ɢɥɢ ɛɢɩɨɥɹɪɧɵɟ). Ⱦɥɹ ɪɚɛɨɬɵ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ ɤ ɧɟɦɭ ɫɥɟɞɭɟɬ ɩɨɞɜɟɫɬɢ
ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟ ɩɢɬɚɧɢɹ ɨɬ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹ ܧ
ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɨɬ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ܧ
˔ˏ
.
ɢ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟ
˒ˋ˕
ɋɨɜɪɟɦɟɧɧɵɟ ɭɫɢɥɢɬɟɥɢ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɜɵɩɨɥɧɹɸɬ ɜ ɜɢɞɟ ɦɢɤɪɨɫɯɟɦ, ɧɚ ɜɯɨɞ
ɤɨɬɨɪɵɯ ɩɨɫɬɭɩɚɸɬ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɨɬ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɫ ɫɬɚɧɞɚɪɬɧɵɦ ɜɧɭɬɪɟɧɧɢɦ
ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ ܴ
ɩɪɚɜɢɥɨ, ܴ
ˋ˔˕
= ܴ
ɢ ɫɬɚɧɞɚɪɬɧɵɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ ɧɚɝɪɭɡɤɢ ܴ
ˋ˔˕
= 50 Ɉɦ). Ⱦɥɹ ɧɚɢɛɨɥɟɟ ɩɨɥɧɨɣ ɩɟɪɟɞɚɱɢ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
ː
( ɤɚɤ
ː
ɜɯɨɞɧɨɝɨ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɤ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɭ ɬɪɟɛɭɟɬɫɹ ɫɨɝɥɚɫɨɜɚɬɶ ɜɯɨɞɧɨɣ ɢɦɩɟɞɚɧɫ
ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ ɫ ɜɧɭɬɪɟɧɧɢɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ. ɋ ɷɬɨɣ
ɰɟɥɶɸ ɜ ɫɨɫɬɚɜ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɜɤɥɸɱɚɸɬ ɜɯɨɞɧɭɸ ɫɨɝɥɚɫɭɸɳɭɸ ɰɟɩɶ.
27
Ɋɨɦɚɧɸɤ ȼ.Ⱥ. Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ
ɇɚɢɥɭɱɲɢɣ ɪɟɠɢɦ ɪɚɛɨɬɵ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ ɜ ɭɫɢɥɢɬɟɥɟ ɩɨɥɭɱɚɟɬɫɹ ɜ ɬɨɦ
ɫɥɭɱɚɟ, ɤɨɝɞɚ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪ ɧɚɝɪɭɠɟɧ ɧɚ ɨɩɬɢɦɚɥɶɧɵɣ ɢɦɩɟɞɚɧɫ ܼ
, ɩɨɷɬɨɦɭ ɜ
ˑ˒˕
ɫɨɫɬɚɜɟ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɞɨɥɠɧɚ ɛɵɬɶ ɜɵɯɨɞɧɚɹ ɫɨɝɥɚɫɭɸɳɚɹ ɰɟɩɶ, ɩɪɟɨɛɪɚɡɭɸɳɚɹ
ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟ ɧɚɝɪɭɡɤɢ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ܴ
ɜ ܼ
ː
ɧɚ ɜɵɯɨɞɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɞɚɯ
ˑ˒˕
ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ.
Ʉɪɨɦɟ ɩɟɪɟɱɢɫɥɟɧɧɵɯ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜ ɜ ɫɨɫɬɚɜ ɍɆ ɜɯɨɞɹɬ ɷɥɟɦɟɧɬɵ,
ɪɚɡɞɟɥɹɸɳɢɟ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɣ ɢ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɣ ɬɨɤɢ. Ʉɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɷɬɨ ɟɦɤɨɫɬɢ,
ɢɧɞɭɤɬɢɜɧɨɫɬɢ ɢɥɢ ɨɬɪɟɡɤɢ ɩɟɪɟɞɚɸɳɢɯ ɥɢɧɢɣ.
ɂɬɚɤ, ɨɫɧɨɜɧɨɣ ɫɨɫɬɚɜ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɦɨɳɧɨɫɬɢ:
í ɚɤɬɢɜɧɵɣ ɷɥɟɦɟɧɬ,
í ɰɟɩɢ ɩɢɬɚɧɢɹ ɢ ɫɦɟɳɟɧɢɹ,
í ɜɯɨɞɧɚɹ ɢ ɜɵɯɨɞɧɚɹ ɫɨɝɥɚɫɭɸɳɢɟ ɰɟɩɢ.
ɐɟɩɢ ɩɢɬɚɧɢɹ ɢ ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɢɫɬɨɱɧɢɤɢ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɯ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ ɢ
ɛɥɨɤɢɪɨɜɨɱɧɵɟ ɷɥɟɦɟɧɬɵ, ɩɪɟɩɹɬɫɬɜɭɸɳɢɟ ɩɨɩɚɞɚɧɢɸ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨ ɬɨɤɚ ɜ
ɢɫɬɨɱɧɢɤɢ. ɇɚ ɪɢɫ. 2.2. ɩɨɤɚɡɚɧɚ ɮɭɧɤɰɢɨɧɚɥɶɧɚɹ ɫɯɟɦɚ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɦɨɳɧɨɫɬɢ.
Ɂɞɟɫɶ, ɤɪɨɦɟ ɛɥɨɤɢɪɨɜɨɱɧɵɯ ɟɦɤɨɫɬɟɣ ܥ
ɪɚɡɞɟɥɢɬɟɥɶɧɵɟ ɟɦɤɨɫɬɢ ʠ
.
˓
ɢ ɢɧɞɭɤɬɢɜɧɨɫɬɟɣ ܮ
˄ˎ
, ɩɨɤɚɡɚɧɵ
˄ˎ
Ɋɢɫ. 2.2. Ɏɭɧɤɰɢɨɧɚɥɶɧɚɹ ɫɯɟɦɚ ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɧɚ ɩɨɥɟɜɨɦ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɟ.
2.1. Ⱥɤɬɢɜɧɵɟ ɷɥɟɦɟɧɬɵ ɭɫɢɥɢɬɟɥɟɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
Ⱥɤɬɢɜɧɵɣ ɷɥɟɦɟɧɬ (Ⱥɗ) ɭɫɢɥɢɬɟɥɹ ɩɪɟɞɧɚɡɧɚɱɟɧ ɞɥɹ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ
ɷɧɟɪɝɢɢ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɜ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɭɸ ɷɧɟɪɝɢɸ. ȼ
ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɬɚɤɨɝɨ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɜ ɭɫɢɥɢɬɟɥɟ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟ
ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɩɨɞɜɨɞɢɦɵɯ ɤ ɟɝɨ ɜɯɨɞɭ. ɉɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ ɷɧɟɪɝɢɣ
ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɩɨɬɨɤɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɨɝɨ
ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɟɝɨ ɩɥɨɬɧɨɫɬɢ. Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɨɞɧɚ ɢɡ ɡɚɞɚɱ Ⱥɗ — ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ
ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɬɨɤɚ, ɫɨɡɞɚɧɧɨɝɨ ɢɫɬɨɱɧɢɤɨɦ ɩɢɬɚɧɢɹ, ɜ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɣ.
28
2. ɍɫɢɥɢɬɟɥɢ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
Ⱦɥɹ ɫɨɡɞɚɧɢɹ ɩɨɬɨɤɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɤ ɞɜɭɦ ɜɵɜɨɞɚɦ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜɨɝɨ Ⱥɗ
ɩɪɢɤɥɚɞɵɜɚɸɬ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɟ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟ. Ⱦɪɟɣɮɨɜɵɣ ɬɨɤ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɧɟ ɡɚɜɢɫɢɬ
ɨɬ ɜɪɟɦɟɧɢ ɢ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɫɥɟɞɭɸɳɢɦ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟɦ
ܫൌ݁݊ߤݓ݄ܧ, (2.1)
ɝɞɟ e — ɡɚɪɹɞ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ,
n — ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ,
ߤ — ɩɨɞɜɢɠɧɨɫɬɶ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ,
w — ɲɢɪɢɧɚ ɩɨɬɨɤɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ,
h — ɜɵɫɨɬɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɝɨ ɩɨɬɨɤɚ,
E — ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɩɢɬɚɧɢɹ.
Ⱦɥɹ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɬɨɤɚ ɜ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɣ ɢɦɟɟɬɫɹ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ
ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɢ: ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢ ɢɡɦɟɧɹɬɶ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɸ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɜ ɩɨɬɨɤɟ n
ɢɥɢ ɢɡɦɟɧɹɬɶ ɩɥɨɳɚɞɶ ɫɟɱɟɧɢɹ S = wh.
ȼ Ⱥɗ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɸɬɫɹ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ ɩɪɨɰɟɫɫɵ:
ɚ) ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ
ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ,
ɛ) ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɨɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ n ɢɥɢ ɩɥɨɳɚɞɢ
ɫɟɱɟɧɢɹ S ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɭɩɪɚɜɥɹɸɳɟɝɨ ɷɥɟɤɬɪɨɞɚ Ⱥɗ,
ɜ) ɜɨɡɛɭɠɞɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɥɹ ɜ ɧɚɝɪɭɡɤɟ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ,
ɝ) ɩɟɪɟɞɚɱɚ ɤɢɧɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɷ
ɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɦɭ ɩɨɥɸ.
Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɜ Ⱥɗ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɫɥɟɞɭɸɳɟɟ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ ɷɧɟɪɝɢɣ:
ɷɧɟɪɝɢɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɩɢɬɚɧɢɹ ɩɪɟɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɜ
ɤɢɧɟɬɢɱɟɫɤɭɸ ɷɧɟɪɝɢɸ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ, ɚ ɬɚ — ɜ ɷɧɟɪɝɢɸ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɥɹ.
2.1.1. Ȼɢɩɨɥɹɪɧɵɣ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪ BJT.
ɇɚɢɛɨɥɟɟ ɪɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɧɵɦ ɚɤɬɢɜɧɵɦ ɷɥɟɦɟɧɬɨɦ ɭɫɢɥɢɬɟɥɟɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ
ɋȼɑ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɛɢɩɨɥɹɪɧɵɣ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪ ȻɌ (Bipolar Junction Transistor — BJT) np-n ɬɢɩɚ. Ɇɟɠɞɭ ɤɨɥɥɟɤɬɨɪɨɦ ɢ ɷɦɢɬɬɟɪɨɦ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ ɩɪɢɤɥɚɞɵɜɚɸɬ
ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɟ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟ. ȿɫɥɢ ɷɦɢɬɬɟɪɧɵɣ ɩɟɪɟɯɨɞ ɨɬɤɪɵɬ, ɱɟɪɟɡ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɨ
ɛɚɡɵ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ ɩɪɨɬɟɤɚɟɬ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɣ ɬɨɤ, ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɦɵɣ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟɦ (2.1).
ɂɡɦɟɧɟɧɢɟ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹ ɦɟɠɞɭ ɛɚɡɨɣ ɢ ɷɦɢɬɬɟɪɨɦ ɦɟɧɹɟɬ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɸ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɜ ɛɚɡɨɜɨɣ ɨɛɥɚɫɬɢ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ, ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɩɨɬɨɤɚ
ɫɬɚɧɨɜɢɬɫɹ ɩɭɥɶɫɢɪɭɸɳɟɣ, ɚ ɬɨɤ ɤɨɥɥɟɤɬɨɪɚ — ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɦ.
Ʉɨɧɫɬɪɭɤɰɢɹ ɛɢɩɨɥɹɪɧɨɝɨ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ ɩɪɢɜɟɞɟɧɚ ɧɚ ɪɢɫ. 2.3. Ɍɪɚɧɡɢɫɬɨɪ
ɢɡɝɨɬɨɜɥɹɸɬ ɢɡ ɤɪɟɦɧɢɹ, ɨɧ ɢɦɟɟɬ ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɭɸ
ɚɤɬɢɜɧɭɸ n-p-n ɨɛɥɚɫɬɶ, ɜ ɤɨɬɨɪɨɣ ɢ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɭɩɨɦɹɧɭɬɨɟ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ
ɷɧɟɪɝɢɣ, ɢ ɩɚɫɫɢɜɧɭɸ n — p ɨɛɥɚɫɬɶ, ɧɟ ɭɱɚɫɬɜɭɸɳɭɸ ɜ ɬɚɤɨɦ
ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ.
29
Ɋɨɦɚɧɸɤ ȼ.Ⱥ. Ⱥɧɚɥɨɝɨɜɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɩɪɢɟɦɨɩɟɪɟɞɚɬɱɢɤɨɜ
Ɋɢɫ. 2.3. ɋɬɪɭɤɬɭɪɚ ɛɢɩɨɥɹɪɧɨɝɨ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ BJT.
ȿɫɥɢ ɷɦɢɬɬɟɪɧɵɣ p-n ɩɟɪɟɯɨɞ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɜ ɨɬɤɪɵɬɨɦ ɢɥɢ ɡɚɤɪɵɬɨɦ
ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ, ɬɨ ɤɨɥɥɟɤɬɨɪɧɵɣ p-n ɩɟɪɟɯɨɞ ɜɫɟɝɞɚ ɡɚɤɪɵɬ ɞɥɹ ɨɫɧɨɜɧɵɯ
ɧɨɫɢɬɟɥɟɣ ɡɚɪɹɞɚ (ɞɵɪɨɤ) ɜ p — ɨɛɥɚɫɬɢ. Ⱦɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɤɨɥɥɟɤɬɨɪɧɵɣ
ɩɟɪɟɯɨɞ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɭɫɤɨɪɹɸɳɢɦ.
ɉɪɨɫɬɟɣɲɟɣ ɦɨɞɟɥɶɸ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ, ɭɞɨɛɧɨɣ ɞɥɹ ɢɧɠɟɧɟɪɧɵɯ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɣ,
ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɷɤɜɢɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɯɟɦɚ ɧɚ ɷɥɟɦɟɧɬɚɯ ɫ ɫɨɫɪɟɞɨɬɨɱɟɧɧɵɦɢ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ.
ɇɚ ɪɢɫ. 2.4 ɩɨɤɚɡɚɧɚ ɦɨɞɟɥɶ ɚɤɬɢɜɧɨɣ n-p-n ɨɛɥɚɫɬɢ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ.
Ɋɢɫ. 2.4. ɗɤɜɢɜɚɥɟɧɬɧɚɹ ɫɯɟɦɚ ɛɢɩɨɥɹɪɧɨɝɨ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪɚ
30
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