Высшее образование. Омск. Куда пойти учиться?

    Задачей дисциплины «Устройства генерирования и формирования сигналов» является ознакомление студентов с физическими процессами при генерации, усилении и формировании радиочастотного сигнала, с принципами построения и расчета радиопередатчиков различных диапазонов частот. Студенты также должны быть ознакомлены с основными положениями Регламента радиосвязи, координирующего взаимодействие стран в данной области.

Студент по окончания дисциплины должен иметь представление о:

• возможностях современной элементной базы;
• перспективах развития техники проектирования устройств формирования радиосигналов.

Должен знать:

• типовые структурные схемы построения радиопередающих устройств различного назначения;
• основные принципиальные электрические схемы, методы расчета и измерения параметров усилителей мощности, автогенераторов, умножителей частоты, модуляторов, выходных колебательных систем передатчиков;
• требования к характеристикам электромагнитной совместимости устройств формирования радиосигналов.

Должен уметь:

• осуществлять схемотехническое проектирование основных устройств формирования сигналов;
• проверять правильность функционирования, выполнять настройку и измерять значения параметров макетов и опытных образцов основных узлов радиопередающих устройств;
• выбирать и обосновывать соответствующие современному уровню теории и технике структурные схемы устройств формирования сигналов;
• выбирать элементную базу с учетом требований устойчивости к воздействию эксплуатационных факторов.

Содержание лекций

1. Введение. Предмет и задачи дисциплины "Устройства формирования сигнала". Понятие о радиопередающем устройстве (РПДУ), его блоках и узлах. Основные радиотехнические процессы в РПДУ. Место РПДУ в радиотехнических системах. Требования к основным параметрам передатчика.
2. Общие сведения о генераторах с внешним возбуждением (ГВВ). Баланс мощностей выходной и входной цепях ГВВ. Режимы работы активных элементов.
3. Гармонический анализ ГВВ. Влияние питающих напряжений. Ключевые режимы ГВВ.
4. Эквивалентные схемы ГВВ по постоянному току, по радиочастоте. Общие принципы составления принципиальных электрических схем УМ. Схемы последовательного и параллельного питания.
5. Внешнее автоматическое и комбинированное смещение входного электрода. Особенности схем усилителей мощности на генераторных лампах и транзисторах.
6. Требования к цепям согласования. Особенности цепей согласования оконечного каскада передатчика с антенной (антенно-фидерным трактом). Фильтрация побочных составляющих спектра. Факторы, ограничивающие широкополосность ГВВ. Широкополосные трансформаторы.
7. Способы сложения мощностей активных элементов, каскадов, блоков, передатчиков. Мостовое сложение мощностей. КПД мостовых схем в штатном и аварийном режимах работы. Примеры реализации мостовых схем в различных диапазонах волн.
8. Умножители частоты как разновидность ГВВ. Сравнение энергетических характеристик ГВВ в режиме усиления мощности и умножения частоты. Особенности умножителей частоты на транзисторах. Варакторные умножители частоты. Баланс мощностей, оптимизация энергетического режима. Последовательная и параллельная схемы варакторных умножителей. Место умножителей частоты в РПДУ.
9. Особенности ГВВ с инерционным активным элементом. Границы перехода от цепей с сосредоточенными элементами к распределенным колебательным системам по частоте и уровню мощности. Генераторы с электронными приборами СВЧ диапазона.
10. Обобщенная схема автогенератора. Основное уравнение автогенератора и его разновидности. Режим самовозбуждения и стационарные режимы одноконтурных автогенераторов с внешним автоматическим смещением.
11. Трехточечные схемы Автогенераторов. Основные параметры автогенераторов, их влияние на характеристики передатчика и свойства радиотехнической системы. Автогенераторы диапазона СВЧ.
12. Нестабильность частоты источника колебаний, ее разновидности, способы оценки и измерений во временной и частотной области. Дестабилизирующие факторы, воздействующие на частоту автогенератора. Фиксирующая способность автогенератора. Режимная нестабильность частоты. Сравнительные показатели нестабильности частоты автогенераторов.
13. Физические свойства кварцевых пьезоэлементов объемных и поверхностных акустических волн. Срезы, формы пьезоэлементов, виды колебаний, частотные диапазоны. Кварцевый резонатор как элемент функциональной электроники. Частотная характеристика. Эквивалентные электрические схемы кварцевых резонаторов. Способы возбуждения. Осцилляторные и фильтровые схемы кварцевых автогенераторов. Разновидности кварцевых генератор, их сравнительные характеристики. Термокомпенсированные и термостатированнеы кварцевые генераторы опорной частоты. ПАВ-автогенераторы: особенности, сравнительные характеристики, области применения.
14. Назначение синтезаторов частот. Обобщенная структурная схема. Основные параметры. Классификация методов синтеза частот. Методы прямого преобразования, гармоник, идентичных декад, петли ФАПЧ. Прямой цифровой синтез частот.
15. Характеристики первичных сообщений и электрических сигналов. Классификация видов модуляции. Качественные показатели модулированных колебаний. Понятие о классе излучения.
16. Основные соотношения при амплитудной модуляции. Модуляция смещением. Усиление модулированных колебаний. Комбинированные виды амплитудной модуляции. Энергетические преимущества передачи сигналов в одной боковой полосе. Способы формирования колебаний с однополосной модуляцией. Требования к стабильности частоты гетеродинов и фильтрующим системам при многократной балансной модуляции.
17. Прямые и косвенные способы получения сигналов с угловой модуляцией. Ширина спектра сигналов с угловой модуляцией. Области применения угловой модуляции. Типовые принципиальные схемы частотных и фазовых модуляторов. Импульсная модуляция в диапазоне СВЧ.
18. Обоснование необходимости формирования радиосигналов на малом уровне мощности и низкой частоте. Назначение возбудителей, типовая структурная схема, основные параметры. Требования к характеристикам электромагнитной совместимости. Перспективы развития техники радиопередающих устройств.