- •Радиотехнические сигналы
- •1.1. Классификация сигналов
- •1.2. Гармонические сигналы и их представление
- •1.3. Спектральное представление сигналов
- •2.1. Общие понятия и элементы теории электрических цепей
- •Основные электрические величины
- •Идеальные элементы цепей
- •Пассивные двухполюсники
- •Активные двухполюсники
- •Законы Кирхгофа
- •2.2 Методы анализа электрических цепей
- •2.2.1. Основы метода комплексных амплитуд
- •2.2.2. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость
- •2.2.3. Методы составления уравнений состояния цепей
- •2.2.4. Элементы теории четырехполюсников
- •2.3. Частотные характеристики линейных цепей
- •3. Основы полупроводниковой электроники
- •3.1. Электрофизические свойства полупроводников
- •3.2. Электронно-дырочный переход
- •3.3. Диоды
- •3.4. Транзисторы
- •3.4.1. Биполярные транзисторы
- •3.4.2. Полевые транзисторы
- •3.4.2.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •3.4.2.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом
- •3.4.2.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •3.4.3. Дифференциальные параметры и эквивалентные
- •4. Усиление электрических сигналов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные положения линейной теории усиления сигналов
- •4.2.1. Анализ режима покоя. Схемотехника усилительных цепей.
- •4.2.2. Анализ режима усиления
- •4.3. Частотные характеристики усилителя на резисторах
- •4.4. Избирательные усилители
- •4.1.1. Резонансный усилительный каскад с общим эмиттером
- •4.1.2. Каскады со связанными контурами
- •4.5. Обратные связи в электронных усилителях
- •4.6. Повторители напряжения
- •4.7. Усилители постоянного тока
- •4.8. Операционные усилители
- •4.9. Оконечные каскады усилителей мощности
- •5. Генерирование электрических колебаний
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Автогенераторы гармонических колебаний
- •5.2.2. Трехточечные lc – автогенераторы
- •6. Автогенераторы релаксационных колебаний
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Мультивибратор на биполярных транзисторах
- •6.3. Мультивибратор на операционном усилителе
- •7. Нелинейные и параметрические преобразования сигналов.
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты
- •7.3. Модуляция сигналов
- •7.3.1. Амплитудная модуляция
- •7.3.2. Угловая модуляция
- •7.4. Детектирование сигналов
- •7.4.2. Детектирование сигналов с угловой модуляцией.
- •7.5. Преобразование частоты
- •7.6. Синхронное детектирование
- •7.7. Параметрическое усиление
- •8. Источники вторичного электропитания
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Выпрямители
- •8.2.1. Однополупериодный выпрямитель
- •8.2.2. Мостовой двухполупериодный выпрямитель.
- •8.3. Сглаживающие фильтры.
- •8.4. Стабилизаторы напряжения
- •9. Основы цифровой техники
- •9.1. Общие сведения о цифровой обработке сигналов
- •9.2. Цифровое представление информации. Цифровые коды
- •9.3. Основы алгебры логики
- •9.4. Логические элементы (лэ)
- •9.5. Представление логических переменных электрическими сигналами
- •9.6. Базовые логические элементы. Их классификация,
- •9.7. Классификация логических устройств
- •9.8. Комбинационные логические устройства (клу)
- •9.8.2. Логическое устройство неравнозначности (Исключающее или).
- •9.8.3. Логическое устройство равнозначности
- •9.8.4. Полусумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.5. Сумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.6. Сумматор одноразрядных десятичных чисел.
- •9.8.7. Преобразователи кодов
- •9.9. Последовательностные логические устройства (плу)
- •9.9.1. Триггеры
- •9.9.2. Счетчики.
- •9.9.3. Регистры.
- •9.10. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •9.11. Запоминающие устройства
- •9.12. Примеры цифровых систем
- •9.12.1. Электронные часы
- •9.12.2. Микропроцессорные системы
- •10. Линейные цепи с распределенными
- •10.1. Общие сведения о длинной линии
- •10.2. Телеграфные уравнения
- •10.3. Длинная линия. Гармонический волновой процесс
- •10.3.1. Общее решение телеграфных уравнений
- •10.3.2. Прямые и обратные волны
- •10.3.3. Отражение волн в длинной линии
- •10.3.4. Интерференция прямых и обратных волн
- •10.3.5. Пример построения интерференционной картины
- •10.3.6. Входное сопротивление длинной линии
- •10.4. Комплексный коэффициент передачи и передаточная функция системы с длинной линией
- •10.4.1. Постановка задачи
- •10.4.2. Способ, основанный на представлении рассматриваемой системы совокупностью функциональных узлов
- •10.4.3. Способ, основанный на использовании граничных условий
- •10.5. Примеры практического применения длинных линий
10.3.6. Входное сопротивление длинной линии
На рис. 10.5 показано схему использования длинной линии на практике. Рассмотрим линию с волновым сопротивлением ZВ длиной l. Пусть линия возбуждается генератором гармонических сигналов с выходным комплексным сопротивлением ZГ. На конце линия нагружена комплексным сопротивлением ZН.
Рис. 10.5. Схема использования длинной линии на практике
В произвольном сечении длинной линии, нагруженной комплексным сопротивлением , электрическое состояние может быть записано как
По отношению к генератору длинная линия в сечении x=0 является нагрузкой. Как нагрузка, линия характеризуется входным сопротивлением ZВХ. Найдем комплексные амплитуды напряжения и тока в начале линии
а зная их, определим и входное сопротивление
(10.30)
Из полученной формулы (10.30) видим, что входное сопротивление нагруженной длинной линии является функцией четырех переменных – . Рассмотрим несколько характерных случаев, возникающих на практике.
1. Входное сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению длинной линии . В этом случае, как видно из формулы (10.30) , нагрузка согласована, нет отраженной волны, в линии существует только прямая волна, распространяющаяся от генератора к нагрузке. Такой режим работы длинной линии называетсярежимом бегущей волны.
2. Линия обладает большим затуханием . В этом случае и, как видно из формулы (10.30), также. При этом амплитуда отраженной волны пренебрежимо мала, и в линии устанавливается, практически, режим бегущей волны. Отрезки цепей с распределенными параметрами с большим затуханием на практике используют в качестве согласованных нагрузок (например, в СВЧ диапазоне).
3. В линии без потерь или с очень малыми потерями коэффициент распространения ,, и поэтому, сделав в (10.30) замену, получим
(10.31)
При коротком замыкании линии сопротивление нагрузки , формула (10.31) принимает вид
(10.32)
График зависимости от нормированной длины линии врежиме короткого замыкания приведен на рис. 10.6.
Рис. 10.6. Зависимость линии в режиме короткого замыкания от ее нормированной длины
3.2. При разомкнутой линии на конце сопротивление нагрузки (режим холостого хода), и формула (10.31) принимает вид
(10.33)
График зависимости от нормированной длины линии в режиме холостого хода приведен на рис. 10.7.
При фиксированной длине линии в формулах (10.32) и (10.33) можно рассматривать как функцию частоты.
10.4. Комплексный коэффициент передачи и передаточная функция системы с длинной линией
10.4.1. Постановка задачи
Рассмотрим систему, в которой посредством длинной линии осуществляется передача сигналов от источника к потребителю (рис. 10.8а). Исчерпывающей характеристикой, ориентированной на анализ такого процесса в линейных системах спектральным методом, является комплексная передаточная функция системы .
Методом комплексных амплитуд исследуем систему в режиме гармонических колебаний, найдем комплексный коэффициент передачи и, рассматривая частотув качестве независимой переменной, получим функцию.
Рис. 10.7. Зависимость линии в режиме холостого хода от ее нормированной длины
Представим генератор гармонических колебаний в виде последовательно соединенных источника напряжения и комплексного сопротивления(рис. 10.8а). Параметрами линии передачи служат постоянная распространения и волновое сопротивление.
Нагрузку линии передачи представим комплексным сопротивлением . Значения сопротивлений,,в общем случае различны. В качестве входного колебания будем рассматривать напряжение источника, а в качестве выходного – напряжение на сопротивлении нагрузки, т.е. на конце линии. Охарактеризуем эти сигналы комплексными амплитудамии.
Определим комплексный коэффициент передачи напряжения отношением
. |
(10.34) |
Имеется два способа получить формулу, определяющую этот коэффициент. Ниже покажем оба приема.