- •Разделы рабочей программы
- •1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.
- •2. График учебных занятий
- •3.2.Сроп, их содержание и объем в часах
- •7.1. Тематический график
- •7.2. Тематический график
- •Литература
- •Информация, сообщения и сигнал.
- •Энтропия источника сообщений
- •Принципы радиосвязи
- •Радиотехнические системы связи
- •1.2. Элементарные антенны
- •Радиотехнические системы передачи информации.
- •Лекция №4
- •8.4. Телевизионные системы
- •Радиотехнические системы обнаружения и измерения
- •Модулированные колебания и их спектры
- •2. Нелинейные цепи. Аппроксимация характеристик.
- •Нелинейное усиление мощности и умножение частоты
- •3. Получение модулированных колебаний
- •4.Детектирование модулированных колебаний
- •Аналоговые перемножители напряжений.
- •Самовозбуждение генератора
- •Параметрический способ стабилизации частоты
- •Кварцевая стабилизация частоты
- •Принципы аппроксимации гармонического сигнала
- •Литература
Параметрический способ стабилизации частоты
Данный способ заключается в ослаблении влияния дестабилизирующих факторов и подборе высокочастотных и прецизионных элементов колебательных контуров. Для исключения влияния температуры автогенераторя в отдельных случаях помещают в термостаты. Уменьшение влияния механических воздействий обеспечивают применение печатного монтажа и проводов индуктивностей, вжигаемых в керамику. Параметрическая стабилизация частоты позволяет снизить нестабильность до 10-5 (уход частоты на ∆f=10 Гц при генерируемых колебаниях в fp = 1МГц.
Кварцевая стабилизация частоты
Данный способ стабилизации основан на применении в электрических схемах вместо LC-контуров кварцевого резонатора, что позволяет снизить нестабильность частоты колебаний автогенератора до 10-7 (отклонение частоты на ∆f=0,1 Гц от генерируемой в fp=1 МГц).
Кварцевый резонатор представляет собой помещенную в кварцедержатель тонкую прямоугольную пластинку минерала кварца, грани которой определенным образом ориентированы по отношению к осям кристалла. Из физики известно, что кварц обладает прямым и обратным пьезоэлектрическим эффектом. Прямой пьезоэффект возникает при механическом сжатии или растяжении кварцевой пластинки и сопровождается появлением на ее противоположных гранях электрических зарядов.
При воздействии на кварцевую пластинку переменного электрического поля в ней возникают упругие механические колебания (обратный пьезоэффект), приводящие, в свою очередь, к появлению электрических зарядов на гранях пластинки. Кварц можно рассматривать как электромеханическую колебательную систему и сравнивать ее свойства с обычным колебательным LC-контуром (рис.5.9). Добротность кварцевого резонатора достигает сотен тысяч, тогда как у колебательного контура она не превышает 300…400. Механическая прочность и слабая зависимость частотных свойств от температуры обусловливают достаточно высокую эталонность частоты кварцевых резонаторов.
При расчетах кварцевый резонатор представляют эквивалентной схемой (рис.5.9, а), в которой элементы Lкв, Cкв b Rкв характеризуют, соответственно, индуктивность, емкость и омические потери собственно кварца. Емкость Сок отражает наличие кварцедержателя. Зависимость реактивного сопротивления кварцевого резонатора от частоты x(f) приведена на рис. 5.9, б. Она имеет два резонанса: последовательный на частоте fk1 и параллельный на частоте fk2. Последовательный резонанс обеспечивают элементы Lкв, и Cкв, отражающие резонансную частоту кварца
fk1=. (5.23)
Параллельный резонанс в устройствах с кварцевым резонатором практически не используется.
Схемы кварцевых генераторов. Чаще всего кварц в LC-генераторах применяют в качестве индуктивности (рис. 5.10, а), что упрощает конструкцию, а также уменьшает мощность, рассеиваемую в резонаторе. Условия возникновения гармонических колебаний можно проанализировать, заменив кварцевый резонатор (Кв) его эквивалентной схемой и применив общие уравнения, характеризующие самовозбуждение автогенератора.
На рис. 5.10, б изображена упрощенная схема RC-генератора с мотом Вина, в котором вместо одного из резисторов включен кварцевый резонатор, работающий в режиме резонанса напряжений. Для того чтобы резонансная частота кварца совпадала с квазирезонансной частотой моста Вина, сопротивление резистора R подбирают равным резонансному активному сопротивлению кварца Rкв. Цепь отрицательной ОС с терморезистором R2, включенная между выходом и инвертирующим входом ОУ, компенсирует температурные изменения резонансного сопротивления кварца и тем самым стабилизирует амплитуду выходных колебаний.
Отметим, что подстройку частоты в принципиальной электрической схеме данного автогенератора осуществляют с помощью конденсаторов. Для этого обычно используется полупроводниковая емкость – варикап.
СРОП-9.
Цифровые генераторы низких частот
Цифровые генераторы низкочастотных гармонических колебаний по сравнению с аналоговыми характеризуются более эффективными характеристиками: высокими точностью установки и стабильностью частоты, малым коэффициентом нелинейных искажений (строго синусоидальной формой), постоянством уровня выходного сигнала. Цифровые генераторы, получающие все более широкое распространение, удобнее аналоговых в эксплуатации: выше быстродействие, существенно проще установка требуемой частоты, более наглядна индикация. Кроме того, цифровые генераторы имеют возможность автоматической перестройки частоты по заранее заданной программе и применения в сочетании с цифровыми средствами обработки информации.
Действие цифровых генераторов основано на принципе формирования числового кода с последующим преобразованием его в аналоговый гармонический сигнал. Последний аппроксимируется функцией, моделируемый с помощью ЦАП.