переделанные 2012 (1-102)

1. Перечислите основные признаки классификации радиопередающих устройств?

1. 1) назначение и условие эксплуатации;

2) выходная мощность;

3) рабочая частота (полоса рабочих частот);

4) вид и виды модуляции;

5) тип активных приборов в выходном каскаде.

2. Какие две основные функции выполняемые РПУ?

2. Две функции:

1) генерирует электромагнитные колебания;

2) осуществляет их модуляцию.

3. Почему дальность действия РПУ связана с мощностью действия передатчика?

1. Если передатчик удаляется, то сигнал ослабляется пропорционально квадрату расстояния.

4. В чем недостатки простейшего РПУ, в котором автогенератор нагружен непосредственно на антенну?

1. Нельзя получить высокий КПД автогенератора и стабильную частоту излучений

5. Каковы основные функции усилителя мощности в составе РПУ?

1. Усилитель мощности осуществляет усиление мощности высокочастотных электромагнитных колебаний путём преобразования энергии постоянного тока в высокочастотную энергию. Усилитель мощности определяет такие показатели радиопередатчика, как выходная мощность, мощность, потребляемая от источника питания, масса, габариты, уровень побочных излучений.

6. Каковы функции возбудителя в составе РПУ?

1. Возбудитель предназначен для формирования гармонических колебаний с заданными и требуемыми видами модуляции.

7. Почему от современных РПУ требуется высокая стабильность несущей частоты?

1. Чем выше стабильность несущей частоты, тем больше каналов можно разместить в рабочей полосе частот.

8. Почему от современных РПУ требуется возможно меньший уровень побочных излучений?

1. . Чем меньше уровень побочных излучений, тем больше каналов можно разместить в рабочей полосе частот.

9. Перечислите требования, предъявляемые к усилителям мощности РПУ?

9. 1) Выходная мощность и коэффициент усиления мощности не ниже заданного;

2) возможно больший КПД;

3) уровень побочных излучений не выше заданного.

10. Перечислите варианты построения РПУ в том случае, когда активный элемент не в состоянии обеспечить заданную мощность в нагрузке?

1. Параллельное соединение элементов и каскадов, сложение мощностей в пространстве.

11. В каких случаях применяют сложение мощностей нескольких выходных каскадов в пространстве?

1. Когда это позволяет сделать размер антенной системы. Все зависит от λ.

12. Перечислите типы активных элементов, применяемых в усилителях мощности РПУ?

12. 1) транзисторы: биполярные (p-n-p, n-p-n) и полевые (МДП, с затвором Шотки.) 2) диоды СВЧ: лавинно-пролетные и Ганна:

3)электровакуумные приборы: с электростатическим управлением (Триод, тетрад, пентед) и на СВЧ (Клистрон, магнетрон, лампы бегущей и обратной волны).

13. Изобразите функциональную схему каскада усилителя мощности?

14. Каковы функции активного элемента в составе усилителя мощности?

1. АЭ преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока.

15. Каково назначение цепей смещения в каскаде усилителя мощности?

1. Задание положения рабочей точки АЭ, для разделения путей пост. и пер. токов.

16. Каково назначение согласующих цепей в каскаде усилителя мощности?

16. 1) согласование (преобразование) сопротивлений для наиболее полной передачи мощности;

2) совместно с цепями питания и смещения обеспечение заданной формы колебания тока и напряжения на электродах активного элемента.

17. Перечислите основные параметры каскада усилителя мощности?

1. Р_вых УМ; Р_вх УМ; диапазоны рабочих частот; КПД; коэффициент усиления по мощности; относительная полоса усиливаемых частот; коэффициент побочных излучений.

18. Запишите выражение КПД усилителя мощности?

1. , где и – входная и выходная мощность усилителя мощности (УМ) соответственно; – мощность постоянного тока, потребляемая АЭ от источника питания.

19. В каком случае при расчете или измерении КПД усилителя мощности нужно учитывать входную мощность?

1. Когда мал коэффициент усиления мощности.

20. Что такое колебательная мощность в усилителе мощности?

1. Мощность, отдаваемая АЭ во внешнюю цепь , где – мощность n-ой гармоники

21. Запишите выражение электронного КПД усилителя мощности

1. 

22. Почему электронный КПД больше КПД по первой гармонике?

1. Электронный КПД равен отношению колебательной мощности к мощности постоянного тока, потребляемую АЭ от источника питания, а КПД по первой гармонике – отношению мощности первой гармоники к мощности постоянного тока, потребляемую АЭ от источника питания. А так как колебательная мощность равна сумме гармонических составляющих, то она больше мощности первой гармоники. Следовательно и электронный КПД больше КПД по первой гармонике.

23. Почему КПД по первой гармонике отношению колебательной мощности к мощность постоянного тока, потребляемая АЭ от источника питания больше полного КПД усилителя мощности?

1. Полный КПД имеет потери в согласующих цепях, поэтому он меньше, чем

24. Изобразите переходные характеристики биполярного и МДП-транзисторов, постройте их кусочнолинейную аппроксимации, обозначьте напряжения отсечки и крутизну?

25. Изобразите выходные характеристики биполярного и МДП-транзисторов, обозначьте линии граничных режимов

26. Напишите аналитическое выражение для переходных характеристик активного элемента в недонапряженном режиме

1. , где – крутизна характеристики - не зависит от напряжения на коллекторе

27. Напишите аналитическое выражение для переходных характеристик активного элемента в перенапряженном и граничных режимах

1. , где – крутизна линии граничных режимов (граничная крутизна)

28. Каково условие передачи мощности первой гармоники от активного элемента в нагрузку?

1. Отдаваемая в нагрузку мощность максимальна по модулю при заданных значениях и , когда , т.е. колебания первых гармоник тока и напряжения противофазны. В этом случае

29. Что такое пик-факторы по току и напряжению для активного элемента?

1. Представляют собой отношение максимального значения переменного тока (напряжения) к его среднему значению.

30. Почему желательно уменьшать значение пик-факторов в усилителе мощности?

1. С уменьшение пик-факторов увеличивается КПД, что приводит к передаче большей мощности.

31. Почему в ключевых режимах работы активного элемента электронной КПД приближается к единице?

1. Т.к. в ключевом режиме мощность, рассеиваемая транзистором, стремится к нулю.

32. Почему ключевой режим, при котором формы тока и напряжения на активном элементе имеют вид меандров, сдвинутых один относительно другого на половину периода, непригоден для усилителей мощности РПУ?

1. Происходит передача мощности в нагрузку на высших (нечетных гармониках), т.е. КПД первой гармоники падает.

33. В чем преимущества ключевого режима, при котором ток (или напряжение) имеют форму меандра, а напряжение (ток) – полусинусоиду?

1. Достоинством является отсутствие выходной мощности на гармониках. (1- на высоких частотах выходная мощность в моменты коммутации тока мала; 2- произведение меандра на полусинусоиду дает синусоиду, значит выходной сигнал не содержит высших гармоник )

34. Как инерционность активных элементов сказывается на работе ключевых усилителей мощности?

1. Из-за инерционности транзисторов возможны моменты, когда один транзистор еще не выключен, а другой уже включен. При этом через транзисторы от источника питания, минуя колебательный контур, протекает сквозной ток, что порождает потери энергии и перегрузку транзисторов по току. Т.е. из-за запаздывания тока по отношению к напряжению увеличивается общая рассеивающая мощность и уменьшается КПД.

35. В чем достоинства режимов работы активного элемента с гармоническим напряжением и отсечкой тока коллектора?

1. Отсутствие выходной мощности на гармониках основной частоты. Поэтому электронный КПД – это КПД по первой гармонике.

36. Укажите какие углы отсечки соответствуют режимам А, АВ, В, С.

36. А	АВ	В	С

37. Изобразите график тока коллектора в режиме С, обозначьте параметры?

37. Режим С:

38. Что такое коэффициент Берга ?

1. Отношение амплитуды i-ой гармоники к максимальному значению тока

39. Что такое коэффициент Берга ?

1. Отношение амплитуды i-ой гармоники к амплитуде косинусоиды

40. Что такое коэффициент напряженности режима?

1. Отношение является коэффициентом напряженности режима

41. Как электронный КПД зависит от угла отсечки тока коллектора?

1. Растет с уменьшением угла отсечки и стремится к 100% при и

42. Каков теоретический электронный КПД в режиме класса А?

1. В режиме класса А , тогда

43. Каков теоретический электронный КПД в режиме класса В?

1. В режиме класса В , тогда

44. Почему в режимах с гармоническим напряжением и отсечкой тока электронный КПД равен КПД по первой гармонике?

1. Отсутствует выходная мощность на гармониках основной частоты.

45. Как колебательная мощность зависит от угла отсечки?

1. Максимальна при () и ()

46. Изобразите практическую схему каскада усилителя мощности с отсечкой тока коллектора?

47. Поясните на графиках, почему в перенапряженном режиме форма импульса тока коллектора искажается?

48. Изобразите на графике зависимость амплитуды первой гармоники тока коллектора от сопротивления нагрузки?

49. Изобразите на графике зависимость амплитуды первой гармоники напряжения на коллекторе от сопротивления нагрузки?

50. Изобразите на графике зависимость мощности первой гармоники, мощности, потребляемой от источника питания и мощности, рассеиваемой в активном элементе, от сопротивления нагрузки?

51. Изобразите на графике зависимость КПД по первой гармонике от сопротивления нагрузки?

52. Что такое граничное сопротивление нагрузки в цепи коллектора?

1. Это граничная величина напряжения на 1-ой гармоники в цепи коллектора.

53. Дайте определение параметру «напряженность режима»?

1. Одной из характеристик электрического режима является напряженность режима, оцениваемая степенью искажения импульса выходного тока. Численной мерой напряженности режима служит коэффициент использования коллекторного напряжения

54. Как по выходным характеристикам можно определить напряженность граничного режима?

1. Определяем по характеристикам и и находим их отношение

55. Изобразите практическую схему каскада усилителя мощности на биполярном транзисторе?

56. В каком случае для расчета каскада усилителя мощности на биполярном транзисторе достаточно статистических вольтамперных характеристик?

1. На относительно низких частотах () транзистор можно считать безынерционным АЭ, реакция его на входные воздействия практически мгновенная и для расчета достаточно статических ВАХ.

57. Изобразите эквивалентную схему маломощного биполярного транзистора на низких частотах?

58. Изобразите входную цепь каскада усилителя мощности на мощном биполярном транзисторе, поясните причины отличий от схемы маломощного каскада?

58. Действительная часть входного сопротивления мощных биполярных транзисторов в УМ весьма мала, что затрудняет создание высокодобротной согласующей цепи. Это означает, что не выполняется одно из допущений, лежащих в основе расчета режима работы маломощных транзисторов

59. В каком случае включения биполярного транзистора по схеме с общей базой имеет преимущества перед схемой с общим эммитором?

1. На частотах близких к предельной частоте работы транзистора , так как коэффициент усиления в этом случае будет больше.

60. Напишите выражение для тока стока МДП транзистора в зависимости от напряжения затвор-исток?

1. 

61. Изобразите параллельную цепь питания каскада усилителя мощности?

62. Изобразите последовательную цепь питания каскада усилителя мощности?

63. Изобразите последовательную цепь фиксированного смещения?

64. Изобразите параллельную цепь фиксированного смещения?

65. Изобразите последовательную схему автоматического смещения?

66. Изобразите параллельную схему автоматического смещения?

67. В каком случае автоматическое смещение применять нельзя?

1. Когда требуется смещение положительной полярности, т.е. больше Uотс

68. Изобразите схему комбинированного смещения?

69. Изобразите Г-образную согласующую цепь для преобразования большого сопротивления нагрузки к меньшему сопротивлению источника?

70. Изобразите Г-образную согласующую цепь для преобразования меньшего сопротивления нагрузки к большему сопротивлению источника?

71. Изобразите инвертирующие согласующие цепи?

72. Запишите условие сохранения узкополосной согласующей цепью фильтрующих свойств?

1. При высокой добротности согласующей цепи

73. Перечислите виды согласующих цепей широкополосных усилителей мощности?

73. 1) согласующие цепи на фильтрах;

2) согласующие цепи на трансформаторах с магнитной связью между обмотками;

3) согласующие цепи на трансформаторах-линиях

74. Изобразите эквивалентную схему трансформатора с магнитной связью между обмотками, укажите элементы, ограничивающие полосу частот снизу и сверху?

R_μ – сопротивление потерь в магнитопроводе; r₁, r₂ – сопротивление потерь в проводах по переменному току; ИT – идеальный трансформатор; С₁₂ – ёмкость между обмотками; С₁ – паразитная ёмкость первичной обмотки.

75. Поясните принцип действия трансформатора-линии, приведите пример конструкции?

Тороидальный или стержневой ферритовый сердечник с двумя обмотками. Обмотки соединены так, что образуют двухпроводную линию передачи, по которой распространяется бегущая волна от источника колебаний к нагрузке.

ρ – волновое сопротивление линии

76. С какой целью активные элементы в усилителе мощности включают параллельно? Какие условия необходимы для эффективности такого включения?

1. Параллельное включение применяется в том случае, когда мощности одного АЭ недостаточно. Условие: идентичность параметров.

77. Изобразите обобщенную схему двухтактного каскада усилителя мощности, поясните принцип действия временными диаграммами?

78. В чем преимущества двухтактного каскада перед параллельным соединением двух активных элементов?

78. 1) возможность получения минимума гармоник выходного сигнала;

2) уменьшение пульсации питания;

3) недостатки проявляются при рассогласовании АЭ.

79. Поясните принцип сложения мощностей в мостовом устройстве.

Токи двух синфазных источников складываются в сопротивлениях R₂, R₄ и вычитается в сопротивлениях R₁, R₃. Если R₁ = R₂ = R₃ = R₄, то напряжение, создаваемое одним источником в точке подключения другого, равно нулю. В результате каждый источник работает на постоянное сопротивление, не зависящее от режима другого источника. Если , то через сопротивления R₁ и R₃ токи не протекают, а вся мощность выделяется на сопротивлениях R₂, R₄ (нагрузочные). Если , то часть мощностей обоих источников рассеивается в сопротивлениях R₁, R₃ (балластные), из-за протекания по ним разностных токов.

80. Изобразите схему устройства сложения мощностей на трансформаторах-линиях?

81. Каковы назначение и принцип действия каскада усилителя мощности – умножителя частоты?

81. Применяются для переноса спектра сигнала из низкочастотной области в высокочастотную, а также для углубления ЧМ и ФМ. Если ВАХ описывается полиномом вида y = a₀ + a₁x + a₂x² + a₃x³ +…(x – гармоническая функция), то на выходе будет присутствовать ряд гармоник из которого в согласующей цепи выбирается гармоника с нужной частотой.