- •Студента 2 курсу
- •6 Д 20 п
- •1 2 3 4
- •Электронно-лучевые трубки.
- •I II III IV
- •Цифровые микросхемы.
- •Распространение коротких радиоволн
- •Общие схемы организации радиосвязи
- •Терморезистор
- •Конденсатор
- •Разновидности катушек индуктивности
- •Трансформаторные бп
- •Недостатки трансформаторных бп - большой вес, низкий кпд. Импульсные бп
Общие схемы организации радиосвязи
Система передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве, называется радиотехнической системой. Радиосистемы подразделяются на радиолинии и радиосети.
В зависимости от назначения радиотехнические системы делятся на группы.
Классификация РТС
РТС
1. РТС передачи информации 2. РТС извлечения информации
Радиосвязь Радиолокация
Радионавигация
Радиовещание
Факсимильная связь - передача неподвижных изображений
Телевидение – передача подвижных изображений.
Ниже приведены схемы организации радиосвязи между судами и береговыми радиостанциями в зависимости от расстояния между ними.
Радиопередающее устройство
Радиопередающее устройство предназначено для создания высокочастотных колебаний, осуществления их модуляции и возбуждения электромагнитных волн в пространстве. В соответствии с этим оно содержит следующие основные элементы. Здесь имеется в виду передатчик с амплитудной модуляцией.
Задающий генератор колебаний высокой частоты. Такой генератор преобразует энергию источника постоянного напряжения в гармонические колебания высокой частоты Uвч = Um COS(ωmt) частота ωm этих колебаний называется несущей частотой.
Основными элементами задающего генератора являются электронная лампа, транзистор и колебательный контур. Индуктивность и емкость колебательного контура определяют частоту генерируемых колебаний; изменяя эти параметры, можно перестраивать задающий генератор (и, следовательно, весь передатчик) с одной несущей частоты на другую. Электронная лампа и транзистор, являются нелинейными приборами, играют роль своеобразного ключа, регулирующего поступление энергии в контур от источника постоянного напряжения, чем обеспечивается поддержание колебаний в контуре.
Преобразователь сообщения в электрический сигнал, используемый для модуляции колебаний высокой частоты. Вид преобразователя зависит от физической природы передаваемого сообщения: при звуковом сообщении преобразователем является микрофон, при передаче световых изображений (телевидение) - передающая телевизионная трубка, при передаче результатов измерения неэлектрических величин - датчики того или иного вида.
Электрический сигнал, полученный на выходе преобразователя сообщения, часто бывает весьма слабым, и прежде чем использовать его для модуляции, он подвергается усилению в специальном каскаде (модуляторе), который на рис. 2 не изображен.
Модуляционный каскад. Основными элементами модуляционного каскада являются электронная лампа, транзистор и колебательный контур. На вход каскада одновременно подаются высокочастотные колебания Uвч = Umo COS(ωmt) с выхода задающего генератора и модулирующий электрический сигнал UM(t), изменяющийся по закону передаваемого сообщения. В результате нелинейного преобразования подводимых к модуляционному каскаду колебаний Uвч и UM(t) (осуществляемого посредством электронной лампы или транзистора) в выходном контуре данного каскада образуются амплитудно-модулированные колебания высокой частоты.
В модуляционном каскаде происходит также усиление мощности колебаний - поэтому его часто называют просто усилителем мощности.
Выходной каскад (усилитель мощности).В передатчиках радиостанций с небольшой дальностью действия выходной каскад может отсутствовать, при этом модулированные колебания высокой частоты подводятся к антенне непосредственно с выхода модуляционного каскада, который и выполняет функцию усилителя мощности. Однако в радиостанциях с большой дальностью действия к антенне должны подводиться модулированные колебания большой мощности, для чего между модулирующим каскадом и антенной ставят каскады усиления мощности модулированных колебаний. Закон изменения амплитуды модулированных колебаний при усилении мощности должен сохраняться.
Основными элементами усилителя мощности являются лампа, транзистор и колебательный контур.
Передающая антенна, предназначенная для возбуждения электромагнитных волн в пространстве. Колебания высокой частоты, полученные в усилителе мощности, подводятся к антенне и создают в ней высокочастотный ток Iа1 =I1M (t) COSωmt, амплитуда которого I1M (t) изменяется подобно амплитуде модулированных колебаний, подводимых к антенне. Ток Iа1 является причиной, обусловливающей возбуждение в окружающем пространстве распространяющегося электромагнитного поля
(электромагнитных волн). Электромагнитное поле характеризуется взаимосвязанными электрической и магнитной составляющими E и H. Характер изменения напряженности электрического и магнитного полей во времени в некоторой точке пространства
определяется характером изменения тока в возбуждающей антенне. Поэтому в рассматриваемой точке пространства напряженность электрического (магнитного) поля будет иметь характер колебаний высокой частоты, амплитуда которых изменяется по закону передаваемого сообщения.
Радиоприемное устройство
Радиоприемное устройство предназначено для улавливания части энергии электромагнитного поля (возбужденного в пространстве антенной передатчика), селекции сигналов принимаемой радиостанции, усиления принятых высокочастотных колебаний, восстановления полезного сигнала и его воспроизведения. В соответствии с этим приемное устройство содержит следующие основные элементы (рис. 2).
Приемная антенна. Электромагнитное поле, достигая приемной антенны, возбуждает в ней э.д.с. eа1, пропорциональную мгновенному значению напряженности электрического поля. Вследствие этого э.д.с. eа1 представляет собой модулированные колебания высокой частоты eа1 = Е1m (t )COSωmt, где амплитуда Е1m (t) изменяется во времени по закону передаваемого сообщения.
При одновременной работе нескольких передающих радиостанций приемная антенна подвергается действию электромагнитных полей, создаваемых каждой из радиостанций. Поэтому в антенне наводится одновременно несколько э.д.с., каждая из которых является модулированным высокочастотным колебанием, отличающимся от другого несущей частотой и законом модуляции (законом изменения амплитуды).
Входная цепь, предназначенная для селекции сигнала какой-либо одной (принимаемой) радиостанции из совокупности всех сигналов, наведенных в антенне полями многих радиостанций. Основным элементом входной цепи является колебательный контур. Для осуществления селекции используется свойство колебательного контура хорошо реагировать на колебания, частота которых близка к резонансной частоте контура, определяемой его параметрами, и плохо реагировать на колебания с частотой, значительно отличающейся от резонансной. Изменяя параметры контура (индуктивность или емкость), можно добиться того, чтобы его резонансная частота была равной одной из несущих частот э.д.с, наводимых в антенне. Если различие между несущими частотами достаточно велико, то при одновременном воздействии на контур всех э.д.с. эффективной окажется только та э.д.с, частота которой равна резонансной частоте контура. В результате в контуре возникнут колебания, соответствующие только принимаемой радиостанции; напряжение, снимаемое с контура, представляет высокочастотные колебания, модулированные по амплитуде в соответствии с законом передаваемого сообщения:
U = U1M(t )COSωmt.
Усилитель колебаний высокой частоты. Величина э.д.с, наведенной в антенне, и высокочастотного напряжения, снимаемого с контура входной цепи, весьма мала. Поэтому прежде чем производить выделение полезного сигнала из колебаний высокой частоты, они подвергаются усилению в усилителях колебаний высокой частоты (УВЧ).
Основными элементами УВЧ являются электронная лампа, транзистор (полупроводниковый триод) и колебательный контур. Благодаря колебательным контурам УВЧ так же, как и входная цепь, обладает селектирующими свойствами.
Детектор, предназначенный для восстановления из модулированных колебаний высокой частоты низкочастотного электрического сигнала, пропорционального модулирующему напряжению и изменяющегося в соответствии с законом передаваемого сообщения. Основным элементом детектора является электронная лампа или полупроводниковый прибор.
Усилитель напряжения низкой частотыпредназначен для усиления весьма слабого низкочастотного сигнала, полученного на выходе детектора.
Основным элементом усилителя напряжения низкой частоты является электронная лампа или полупроводниковый триод.
Воспроизводящее устройство, предназначенное для такого преобразования усиленного низкочастотного сигнала, при котором принятое сообщение воспроизводится в виде, удобном для регистрации. При передаче звуковых сигналов воспроизводящим устройством являются телефон, громкоговоритель; в телевизионных приемниках сообщение воспроизводится на экране приемной телевизионной трубки в виде светового изображения, при приеме данных о некоторой измеряемой величине принятое сообщение воспроизводится либо с помощью электроннолучевых трубок, либо с помощью специальных записывающих приборов.
Основные технические характеристики РПМ:
Чувствительность РПМ - минимальная величина входного сигнала, при котором обеспечивается нормальная работа оконечного устройства. В современных РПМ чувствительность составляет единицы микровольт.
Избирательность РПМ - способность принимать раздельно сигналы от соседних по частоте станций. Избирательность определяется шириной полосы пропускания РПМ.
Выходная мощность РПМ - максимально возможная неискаженная мощность усилителя звуковой частоты.
В зависимости от принципа построения различают РПМ детекторные, прямого усиления и супергетеродинного типа.
Структурная схема детекторного радиоприемника.
В РПМ прямого усиления принимаемый сигнал выбирается с помощью избирательного устройства ИУ (системы двух связанных колебательных контуров, которые выполняют функции полосового фильтра). На эту же частоту настраивается усилитель радиочастоты УРЧ. УРЧ служит для увеличения уровня сигнала, наводимого в антенне. Детектор Д выделяет из модулированного радиосигнала низкочастотную составляющую, содержащую сообщение. После усиления УЗЧ сигнал поступает на приемный терминал, формирующий сообщение (динамик, принтер). Несмотря на простоту технической реализации РПМ прямого усиления в настоящее время практически не используется. Основными его недостатками являются невысокая избирательность и чувствительность.
Супергетеродинный радиоприемник
Структурная схема РПМ супергетеродинного типа, который состоит из гетеродина и смесителя показана на рисунке ниже.
Гетеродин является генератором гармонических сигналов fг , частоту которого можно изменять. В Смесителе происходит смешение частот fс и fг, в результате чего получаются суммарная f+ и разностная (промежуточная) f_ частоты: f+ = fc + fг, f_ = fc - fг .(используется разностная частота f-, а суммарная частота f+ фильтруется). Частота Гет изменяется при настройке РПМ на частоту fс одновременно с изменением частоты ИУ и УРЧ так, что f_ остается постоянной (в отечественных вещательных РПМ f_ = 465 кГц). Таким образом сигнал на произвольной частоте fc в РПМ супергетеродинного типа преобразуется в сигнал на постоянной промежуточной частоте. На эту промежуточную частоту настраивается колебательный контур усилителя промежуточной частоты УПЧ, в котором осуществляется основные селекция и усиление полезного сигнала. Так как частота колебательного контура не меняется, полоса пропускания и избирательность РПМ постоянны во всем частотном диапазоне.
ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Резистор.
Самым используемым элементом в радиотехнических устройствах является - резистор (старое название - сопротивление).
Резистор R (постоянный, регулируемый и подстроечный) - элемент электрической цепи, в котором происходит необратимое преобразование (потеря) электромагнитной энергии в тепловую, основная характеристика резистора - его электрическое сопротивление R, которое связывает величину напряжения U со значением тока I : U = I·R.
Основная характеристика резистора - сопротивление, измеряется в омах. Выпускается два вида резисторов: стабильные и общего назначения. Производство стабильных резисторов дорого и поэтому они используются в дорогой высокоточной аппаратуре.
Одной из основных характеристик является рассеваемая мощность. Рассеваемая мощность это мощность, которую резистор может рассеять без повреждения. Измеряется в ваттах. Находится по формуле P=I2·R.
У каждого вещества есть свое сопротивление. Сопротивление зависит от материала (у золота оно будет меньше чем у алюминия), от длинны проводника (зависимость прямая: чем длиннее тем больше сопротивление) и от площади среза проводника (чем площадь больше тем сопротивление меньше).
Обозначение постоянных резистроров на принципиальных схемах:
Стандартное обозначение | |
0,05 Вт | |
0,125 Вт | |
0,25 Вт | |
0,5 Вт | |
1 Вт |
Резисторы, в особенности малой мощности — чрезвычайно мелкие детали, резистор мощностью 0,125Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой невозможно.
Поэтому, при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения (К - для килоомов, М - для мегаомов, E или R для единиц Ом). Например 4K7 обозначает резистор, сопротивлением 4,7 кОм, 1R0 - 1 Ом, 120К - 120 кОм и т. д. Однако и в таком виде читать номиналы трудно. Поэтому, для особо мелких резисторов применяют маркировку цветными полосками. Для резисторов с точностью 20% используют маркировку с тремя полосками, для резисторов с точностью 10% и 5% маркировку с четырьмя полосками, для более точных резисторов с пятью или шестью полосками.
Существуют так же и переменные резисторы, обладающие способностью изменять свое сопротивление. Их применяют для изменения тока, напряжения и др. (например: изменение громкости и тембра). Чаще всего на принципиальной схеме отображаются так: Переменные резисторы бывают: 1) одинарные и сдвоенные 2) одно и многооборотные 3) с выключателем и без него
По характеру изменения сопротивления: 1) Линейные т. е. Пропорционально углу поворота оси (группа А) 2) Обратно логарифмической (группа Б) 3) Логарифмические (группа В) Бывают проволочные и не проволочные (пленочные) переменные резисторы. Проволочные отличаются высокой стабильностью, сравнительно малым уровнем своих шумов и низким ТКС.