1. Konvertimi i frekuencës së sinjalit. Në këtë rast, sinjali në hyrje të pajisjes me amplitudë dhe (ose) fazë të ndryshueshme, i përqendruar në spektrin rreth frekuencës f 1, kthehet në daljen e pajisjes në një sinjal që ka të njëjtën formë (K dhe - konstante ), por e përqendruar në spektrin rreth frekuencës .
Kur frekuenca është në rritje, f 2 është më e madhe se f 1. Kur frekuenca është e ulët, f 2 është më e vogël se f 1 .
Konvertimi i frekuencës përdoret shpesh në pajisjet moderne kur marrin sinjale si me amplitudë ashtu edhe me modulim të këndit;
2. Konvertuesi i frekuencës. Një konvertues frekuence është një pajisje që ju lejon të transferoni spektrin e sinjalit të hyrjes lart ose poshtë shkallës së frekuencës.
Një përforcues jolinear me një qark oscilues në dalje të akorduar në një frekuencë të veçantë (të kombinuar) mund të përdoret si konvertues frekuence, fig. 3.1.
Figura 3.1. Qarku i konvertuesit kur konverton frekuencën lart
Konvertimi lart i frekuencës bëhet duke shumëzuar dy lëkundje dhe dhe nxjerrjen e lëkundjes me frekuencën e kombinimit (w+Ω) në dalje, duke ndjekur formulën:
cos(x)×cos(y) = (1/2)
Duke vepruar kështu, ne kemi:
Ndikimi:
Reagimi i dobishëm:
Në rastin e përgjithshëm, një sinjal me frekuencë të ulët mund të përfaqësohet si shuma e disa lëkundjeve harmonike. Një filtër nevojitet për të izoluar një reagim të dobishëm.
Konvertimi i frekuencës poshtë kryhet sipas të njëjtës skemë të një amplifikuesi jolinear (Fig. 3.2) duke shumëzuar dy lëkundjet e hyrjes dhe duke zgjedhur një lëkundje me një frekuencë kombinimi në dalje, duke ndjekur formulën:
cos(x)×cos(y) = (1/2)
Figura 3.2 - Skema e konvertuesit kur konverton frekuencën poshtë
Duke vepruar kështu, ne kemi:
Ndikimi:
Reagimi i dobishëm:
Në rastin e përgjithshëm, një sinjal me frekuencë të ulët mund të përfaqësohet si shuma e disa lëkundjeve harmonike. Një filtër me kalim të ulët nevojitet për të izoluar një përgjigje të dobishme.
3. Modulimi i amplitudës ( AM) ka qenë historikisht lloji i parë i modulimit që është vënë në praktikë. Aktualisht, AM përdoret kryesisht vetëm për transmetim radio në frekuenca relativisht të ulëta (jo më të larta se valët e shkurtra) dhe për transmetimin e imazhit në transmetimet televizive. Kjo është për shkak të efikasitetit të ulët të përdorimit të energjisë së sinjaleve të moduluara.
AM korrespondon me transferimin e informacionit s(t) në amplitudë U(t) në vlera konstante të parametrave të valës bartës: frekuencat w dhe faza fillestare j 0 . AM - sinjali është produkt i mbështjellësit të informacionit U(t) dhe lëkundjes harmonike të mbushjes së tij me frekuenca më të larta. Forma e regjistrimit të një sinjali të moduluar me amplitudë:
u(t) = U(t)×cos(w o t+j o), (3.1)
U(t) = U m ×, (3.2)
ku U m është amplituda konstante e lëkundjes së bartësit në mungesë të sinjalit hyrës (modulues) s(t), m është koeficienti i modulimit të amplitudës
Vlera e m karakterizon thellesi modulimi i amplitudës. Në rastin më të thjeshtë, nëse sinjali modulues përfaqësohet nga një lëkundje harmonike me një frekuencë me amplitudë S o , atëherë koeficienti i modulimit është i barabartë me raportin e amplitudave të lëkundjeve moduluese dhe bartëse m=S o /U m . Vlera e m duhet të jetë midis 0 dhe 1 për të gjitha harmonikat e sinjalit modulues. Për vlerën m<1 форма огибающей несущего колебания полностью повторяет форму модулирующего сигнала s(t), что можно видеть на рис.3.4 (сигнал s(t) = sin(w s t)). Малую глубину модуляции для основных гармоник модулирующего сигнала (m<<1) применять нецелесообразно, т.к. при этом мощность передаваемого информационного сигнала будет много меньше мощности несущего колебания, и мощность передатчика используется неэкономично.
Fig..3.4 - Sinjali i moduluar 3.5 - Modulim i thellë
Figura 3.5 tregon një shembull të të ashtuquajturit modulim i thellë, ku vlera e m tenton në 1 në pikat ekstreme të funksionit s(t).
Modulimi 100% (m=1) mund të çojë në shtrembërime të sinjalit kur transmetuesi është i mbingarkuar, nëse ky i fundit ka një gamë dinamike të kufizuar për sa i përket amplitudës së frekuencës së bartësit ose fuqisë së kufizuar të transmetuesit (një rritje në amplituda e lëkundjeve të bartësit në intervalet e sinjalit të pikut U(t) me një faktor prej dy kërkon një rritje të fuqisë së transmetuesit katër herë).
Për m>1, të ashtuquajturat mbimodulimi, një shembull i të cilit është paraqitur në figurën 3.6. Forma e mbështjellësit gjatë mbimodulimit është e shtrembëruar në lidhje me formën e sinjalit modulues dhe pas demodulimit, nëse përdoren metodat e tij më të thjeshta, informacioni mund të shtrembërohet.
4.Modulimi i amplitudës monoharmonike . Forma më e thjeshtë e një sinjali të moduluar prodhohet nga monoharmonik Modulimi i amplitudës - modulimi i sinjalit bartës me lëkundje harmonike me një frekuencë Ω:
u(t) = U m × cos(w o t), (3.3)
Vlerat e këndeve të fazës fillestare të bartësit dhe lëkundjeve moduluese këtu dhe më poshtë, për të thjeshtuar shprehjet e marra, do të merren të barabarta me zero. Duke marrë parasysh formulën cos(x)×cos(y) = (1/2) nga shprehja (3.3) marrim:
u(t) = U m cos(w o t) + (U m M/2)cos[(w o +Ω)t] + (U m M/2)cos[(w o - Ω)t] (3.4)
Nga kjo rrjedh se lëkundja moduluese me frekuencë Ω lëviz në rajonin e frekuencës w o dhe ndahet në dy lëkundje me frekuenca përkatësisht w o + Ω frekuencë të anës së sipërme, dhe w o - j - frekuencë e anës së poshtme. Këto frekuenca janë të vendosura në bosht në mënyrë simetrike në lidhje me frekuencën w o , fig. 3.7. Amplituda e lëkundjeve në frekuencat anësore janë të barabarta me njëra-tjetrën, dhe në modulim 100% janë të barabarta me gjysmën e amplitudës së lëkundjeve të frekuencës bartëse. Nëse e transformojmë ekuacionin (3.3) duke marrë parasysh fazat fillestare të bartësit dhe frekuencën moduluese, atëherë marrim një rregull ndryshimi fazor të ngjashëm me rregullin e ndryshimit të frekuencës:
Faza fillestare e formës së valës moduluese për brezin anësor të sipërm i shtohet fazës fillestare të bartësit,
Faza fillestare e formës së valës moduluese për atë më të ulët zbritet nga faza bartëse.
Gjerësia fizike e spektrit të sinjalit të moduluar është dyfishi i gjerësisë së spektrit të sinjalit modulues.
Konvertimi i frekuencës është çdo ndryshim në frekuencë. Për shembull, kur korrigjoni një rrymë alternative me një frekuencë, ajo shndërrohet në një rrymë të drejtpërdrejtë, në të cilën frekuenca është zero. Në gjeneratorët, energjia e rrymës së drejtpërdrejtë që ka një frekuencë të barabartë me zero, shndërrohet në energji të rrymës alternative të frekuencës së dëshiruar.
Tensioni ndihmës merret nga një gjenerator me fuqi të ulët të quajtur heterodine. Në daljen e konvertuesit, fitohet një lëkundje me një frekuencë të re të konvertuar, e cila quhet frekuencë e ndërmjetme.
Një pajisje jo-lineare ose parametrike duhet të përdoret si një konvertues frekuence.
Nëse konverteri i frekuencës do të ishte një pajisje lineare, atëherë ai thjesht do të shtonte dy lëkundje. Për shembull, duke shtuar dy lëkundje me frekuenca të afërta, por jo të shumëfishta, do të rezultonte në rrahje, d.m.th., një lëkundje komplekse në të cilën frekuenca do të ndryshonte brenda kufijve të caktuar rreth vlerës mesatare, dhe amplituda do të ndryshonte me një frekuencë të barabartë me diferencën e frekuencës. Rrahje të tilla nuk përmbajnë një lëkundje përbërëse me një frekuencë të re. Por nëse rrahjet zbulohen (korrigjohen), atëherë për shkak të jolinearitetit të këtij procesi, shfaqet një komponent me një frekuencë të ndërmjetme.
Në daljen e konvertuesit të frekuencës, fitohet një lëkundje komplekse, e cila ka përbërës të shumë frekuencave.
Quhen të gjitha frekuencat e reja, të cilat janë kombinime të frekuencave dhe harmonikave të tyre frekuencat e kombinuara. Duke zgjedhur një frekuencë të përshtatshme ndihmëse, mund të merret një frekuencë e re.!
Ndër frekuencat e reja janë harmonikat e lëkundjeve origjinale me frekuenca disa herë më të larta se ato origjinale. Por ato mund të merren më lehtë me një shtrembërim jolinear të njërit prej tensioneve hyrëse. Prania e dy tensioneve për shfaqjen e harmonikëve nuk është e nevojshme.
Si rregull, amplituda e lëkundjeve të kombinimit (dhe harmonikave) janë sa më të vogla, aq më të larta janë vlerat e frekuencës. Prandaj, në shumicën e rasteve, luhatja e frekuencës së diferencës, dhe nganjëherë frekuenca totale, përdoret si lëkundje e një frekuence të re të ndërmjetme. Frekuencat e kombinuara të një niveli më të lartë përdoren rrallë.
Konvertimi i frekuencës në marrësit e radios në shumicën e rasteve kryhet në atë mënyrë që kur merrni sinjale nga stacione të ndryshme radio që funksionojnë në frekuenca të ndryshme, krijohen lëkundje të së njëjtës frekuencë të ndërmjetme. Kjo bën të mundur marrjen e fitimit të lartë dhe selektivitetit të lartë, dhe ato mbeten pothuajse konstante në të gjithë gamën e frekuencës së sinjaleve të marra. Për më tepër, në një frekuencë të ndërmjetme konstante, arrihet një funksionim më i qëndrueshëm i fazave amplifikuese dhe ato janë shumë më të thjeshta në dizajn sesa fazat e projektuara për një gamë frekuence.
Në marrësit e radios dhe pajisjet matëse të radios, frekuenca e diferencës përdoret më shpesh si frekuencë e ndërmjetme, dhe frekuenca ndihmëse është zakonisht më e lartë se frekuenca e sinjalit të konvertuar. Kjo marrëdhënie ndërmjet frekuencave është e nevojshme nëse frekuenca e ndërmjetme duhet të jetë më e lartë se frekuenca e sinjalit.
Nën konvertimi i frekuencës kuptojnë procesin e transferimit pa ndonjë shtrembërim të spektrit të sinjalit në një gamë tjetër frekuence.
Konvertimi i frekuencës përdoret për të vendosur spektrin e sinjalit në një seksion të caktuar të diapazonit të frekuencës së kanalit të komunikimit, si dhe për të rritur ndjeshmërinë dhe selektivitetin e marrësve të tipit superheterodin.
Parimi i transformimit është ilustruar në Fig. 3.9, 3.10.
Sinjali në hyrje të konvertuesit varet nga koha dhe sinjali primar:
Në shumëzues, ai shumëzohet me sinjalin e oshilatorit lokal
dhe më pas filtrohet filtri i brezit.
Sinjali i hyrjes mund të modulohet (në mënyrë të vazhdueshme ose diskrete) në amplitudë, fazë, frekuencë bartëse. Lëreni që dendësia spektrale e çdo sinjali të moduluar të përbëhet nga komponentë spektralë të përqendruar rreth frekuencave + co 0 (Fig. 3.10, por):
Oriz. 3.9. Diagrami strukturor i konvertuesit të frekuencës:
1 - shumëzues;2 - filtri i kalimit të brezit
Oriz. 3.10.
Dendësia spektrale karakterizohet nga dendësia spektrale e amplitudave dhe përgjigja fazore. Nëse këto karakteristika janë të nevojshme për llogaritjet përkatëse, ato duhet të llogariten duke përdorur formula dhe të paraqiten në formën e grafikëve.
Në raste të tjera, nuk kërkohen të dhëna të sakta dhe densitet spektrale mund të përshkruhen në mënyrë arbitrare: për shembull, në formën e spektrave në formë zile ose trekëndëshave për dendësi të vazhdueshme spektrale, ose shigjeta për ato diskrete, siç bëhet në këtë libër.
Le të llogarisim densitetin spektral të sinjalit të oshilatorit lokal duke përdorur shprehjen (A.1.3) të funksionit delta:
Duke supozuar se marrim
Dendësia spektrale e një vale harmonike kosinus me një fazë fillestare zero (Fig. 3.10, b) përcaktohet nga produkti i amplitudës së kësaj lëkundjeje, i rritur me l herë, dhe shuma e dy funksioneve delta të vendosura në pikat e boshtit të frekuencës ω = + ω r. Ne gjithashtu llogarisim densitetin spektral të produktit të sinjalit të hyrjes dhe oshilatorit lokal duke përdorur formulën (2.51):
ku 
- frekuencë e ndërmjetme; ? BX (/b), 5 g (/co) janë përkatësisht dendësia spektrale e sinjalit hyrës dhe oshilatorit lokal.
Në densitetin spektral të produktit të paraqitur në Fig. 3.10, në, përmban një produkt të dobishëm transformimi (komponentët spektralë afër vlerave të frekuencës së ndërmjetme
co = +(O pr), si dhe komponentët ndërhyrës pranë frekuencave -co 0 - co g, COo + Wp
Komponentët e dobishëm (shih Fig. 3.10, c, d) kalojnë në daljen e filtrit të brezit, dhe ato që ndërhyjnë janë dobësuar ndjeshëm. Komponentët spektralë në daljen e filtrit të brezit (Fig. 3.10, d ) përcaktohen nga shprehja
nëse fitimi i filtrit të brezkalimit /C(/co) = 1 në një brez të caktuar frekuence. Ato janë të sakta me një faktor konstant të barabartë me POR/ 2 përkojnë me përbërësit spektralë të sinjalit në hyrjen e tij, dhe spektri i sinjalit të konvertuar grupohet rreth vlerave të reja të frekuencës të barabarta me ω = + ω pr.
Konvertimi i frekuencës përdoret në modulimin dhe zbulimin e sinjalit.
8.8.1. Parimi i konvertimit të frekuencës
Konvertimi i frekuencës së sinjalit është një proces që siguron një transferim linear të spektrit të sinjalit në boshtin e frekuencës pa ndryshuar strukturën e tij. Zarfi i sinjalit dhe faza e tij fillestare nuk ndryshojnë në këtë rast. Me fjalë të tjera, shndërrimi i frekuencës nuk shtrembëron ligjin e amplitudës, frekuencës ose fazës së lëkundjeve të moduluara.
Siç shihet nga përkufizimi, shndërrimi i frekuencës shoqërohet me shfaqjen e komponentëve të rinj të spektrit, d.m.th. çon në pasurimin e spektrit të sinjalit. Prandaj, një proces i tillë mund të zbatohet vetëm me përdorimin e pajisjeve jolineare ose parametrike që sigurojnë shumëzim të sinjalit të konvertuar nga një lëkundje harmonike ndihmëse, e ndjekur nga përzgjedhja e diapazonit të kërkuar të frekuencës.
Në të vërtetë, nëse dy sinjale aplikohen në hyrjen e shumëzuesit:
atëherë në dalje marrim sinjalin e frekuencave të shumës dhe diferencës:
ku është koeficienti i transferimit të shumëzuesit.
Filtri i daljes, i akorduar, për shembull, me frekuencën e diferencës, do të nxjerrë në pah përbërësin e frekuencës së diferencës (të ndërmjetme). Një pajisje e tillë jolineare quhet mikser dhe burimi i lëkundjes harmonike - oshilator lokal.
Diagrami bllok i konvertuesit të frekuencës është paraqitur në fig. 8.41.
Oriz. 8.41. Diagrami strukturor i konvertuesit të frekuencës
Konvertimi i frekuencës përdoret në marrës superheterodin për të marrë një sinjal të frekuencës së ndërmjetme. Vlera e frekuencës së ndërmjetme duhet të jetë e tillë që një fitim i madh të arrihet pa shumë vështirësi me një selektivitet të lartë të marrësit. Në marrës transmetues të valëve të gjata, të mesme dhe të shkurtra, dhe në marrës me modulim të frekuencës (në intervalin e valës metër) -. Konvertimi i frekuencës së sinjalit përdoret gjithashtu në marrës radar, në pajisjet matëse (analizatorë të spektrit, gjeneratorë, etj.).
8.8.2. Qarqet e konvertuesit të frekuencës
Siç u përmend më lart, procesi i konvertimit të frekuencës zbatohet duke shumëzuar sinjalin e konvertuar me një lëkundje harmonike ndihmëse, e ndjekur nga përzgjedhja e diapazonit të kërkuar të frekuencës. Kjo mund të bëhet në dy mënyra, të cilat përbëjnë bazën për ndërtimin e qarqeve praktike të konvertuesit të frekuencës:
1. Shuma e dy tensioneve (sinjali i dobishëm dhe sinjali i oshilatorit lokal) aplikohet në një element jolinear me zgjedhjen e mëvonshme të komponentëve të nevojshëm të spektrit aktual. Diodat, transistorët dhe elementët e tjerë me karakteristikë jolineare përdoren si elementë jolinearë.
2. Tensioni i oshilatorit lokal përdoret për të ndryshuar çdo parametër të mikserit (pjerrësia e karakteristikës I–V të transistorit, parametri reaktiv i qarkut). Sinjali i dobishëm i aplikuar në hyrjen e një mikseri të tillë konvertohet me pasurimin përkatës të spektrit.
Për të sqaruar tiparet kryesore të procesit të konvertimit të frekuencës, merrni parasysh disa qarqe të konvertuesit të frekuencës.
por. Konvertuesit e frekuencës në dioda
Skema e një konverteri të frekuencës me një qark në një diodë është paraqitur në fig. 8.42.
Oriz. 8.42. Konvertuesi i frekuencës me një lak në diodë
Dy sinjale merren në hyrje të konvertuesit:
sinjal i moduluar me brez të ngushtë, frekuenca bartëse e të cilit duhet të transferohet, të themi, në rajonin e frekuencave më të ulëta;
sinjal oshilator lokal me amplitudë konstante, frekuencë dhe fazë fillestare.
Kështu, një tension aplikohet në elementin jolinear
Ne i përafrojmë karakteristikat I–V të diodës me një polinom të shkallës së dytë
Atëherë rryma e diodës mund të përfaqësohet si më poshtë:
Termat që përmbajnë vetëm , , , korrespondojnë me komponentët në spektrin aktual të diodës me frekuenca , , dhe . Prandaj, ato nuk janë me interes nga pikëpamja e konvertimit të frekuencës. Termi i fundit është i një rëndësie parësore. Është kjo që tregon praninë në spektrin aktual të komponentëve me frekuenca të konvertuara dhe:
Komponenti i frekuencës korrespondon me zhvendosjen e spektrit të sinjalit në rajonin e frekuencës së ulët, dhe komponenti i frekuencës në rajonin e frekuencës së lartë.
Tensioni i daljes me frekuencën e kërkuar formohet duke përdorur një filtër (qark oshilues) në daljen e konvertuesit, të akorduar në frekuencën e duhur. Filtri duhet të zgjedhë një komponent nga shtatë. Duke supozuar se filtri është i akorduar me frekuencën e diferencës (të ndërmjetme), marrim tensionin në daljen e konvertuesit, i barabartë me
Për ose , detuning frekuenca , dhe , është shumë i vogël. Në këtë rast, komponentët me frekuenca të sinjalit ose oshilator lokal nuk do të filtrohen nga sistemi selektiv. Është gjithashtu e padëshirueshme të përdoret ky sistem kur zgjidhet problemi i konvertimit të frekuencës në rangun e frekuencave akustike. Në këtë rast, këshillohet përdorimi i skemave të balancuara që sigurojnë vetëshkatërrim (kompensim) të përbërësve të panevojshëm. Në fig. 8.43, a dhe fig. 8.43,b tregon diagramet e konvertuesve të tillë në dioda.
Oriz. 8.43. Konvertuesit e frekuencës së balancuar
Në skemën e Fig. 8.43, dhe tensioni i daljes është
Kur merret shprehja për, merret parasysh që tensioni i sinjalit aplikohet në diodat e qarqeve në antifazë, dhe tensioni i oshilatorit lokal është në fazë.
Duke zëvendësuar shprehjet për dhe në formulën (8.5), marrim
Nga kjo shihet se në daljen e konvertuesit të balancuar fig. 8.43,a nuk ka komponentë me frekuenca të barabarta me 0, , , , gjë që thjeshton zgjidhjen e problemit të marrjes së sinjalit dalës të frekuencës së kërkuar. Megjithatë, është gjithashtu e nevojshme të lidhet një sistem zgjedhor me daljen e një konverteri të tillë në mënyrë që të filtrohet sinjali me frekuencën e kërkuar.
Konvertuesi i bilancit fig. 8.43, b është një qark që kombinon dy konvertues të balancuar. Diodat e degëve të ndryshme furnizohen me sinjale dhe tensione të oshilatorit lokal me faza të ndryshme. Funksionimi i një konverteri të tillë shpjegohet me formulat e mëposhtme:
Duke zëvendësuar shprehjet për , , dhe në formulën (8.6), marrim
Në daljen e konvertuesit fig. 8.44,b nuk ka asnjë komponent me frekuencën e sinjalit (komponentët me frekuenca 0, , , gjithashtu mungojnë). Filtri në daljen e një konverteri të tillë duhet të zgjedhë një nga dy komponentët.
b. Konvertuesit e frekuencës së transistorit
Konvertuesit e frekuencës me bazë transistor përdoren gjerësisht në kanalet marrëse të sistemeve inxhinierike radio. Në të njëjtën kohë, dallohen qarqet e konvertuesit, në të cilat kombinohen funksionet e mikserit dhe oshilatorit lokal, dhe qarqet e konvertuesit me një sinjal oshilator lokal të furnizuar nga jashtë. Funksionimi më i qëndrueshëm sigurohet nga klasa e fundit e konvertuesve.
Sipas mënyrës së ndezjes së transistorëve, ata dallojnë:
1. Konvertuesit me përfshirjen e tranzistorit sipas qarkut me emetues të përbashkët dhe sipas qarkut me bazë të përbashkët.
Konvertuesit me emetues të zakonshëm përdoren më shpesh sepse kanë karakteristika më të mira të zhurmës dhe fitim më të lartë të tensionit. Tensioni lokal i oshilatorit mund të aplikohet në qarkun bazë ose në qarkun e emetuesit. Në rastin e parë, arrihet një fitim më i madh, në rastin e dytë, stabilitet më i mirë i fitimit dhe shkëputje e mirë midis qarqeve të sinjalit dhe heterodinit.
2. Konvertuesit në amplifikatorë me ndërrim kaskod të transistorëve.
3. Konvertuesit në një përforcues diferencial.
4. Konvertuesit në transistorë me efekt në terren (me një dhe dy porta).
Vetitë dhe karakteristikat kryesore të tre grupeve të fundit të konvertuesve përcaktohen nga vetitë e amplifikatorëve në bazë të të cilëve janë ndërtuar.
Në fig. 8.44 tregon diagramet e konvertuesve të frekuencës në transistorë planarë.
Në skemën e Fig. 8.44, dhe voltazhi i sinjalit furnizohet në qarkun bazë të tranzistorit, tensioni i oshilatorit lokal në emetuesin. Qarku në qarkun e kolektorit akordohet në një frekuencë të ndërmjetme. Rezistenca dhe sigurimi i mënyrës së nevojshme të funksionimit të amplifikatorit (pozicioni i pikës së funksionimit), rezistenca dhe kapaciteti - stabilizimi termik i pozicionit të pikës së funksionimit. Konvertimi i frekuencës kryhet duke ndryshuar frekuencën e sinjalit të oshilatorit lokal të koeficientit të transferimit të fazës amplifikuese (karakteristika I-V e tranzitorit).
Oriz. 8.44. Skemat e konvertuesve të frekuencës në transistorë planarë
Konvertuesi i frekuencës së transistorizuar i paraqitur në fig. 8.44, b, i ndërtuar duke përdorur një përforcues diferencial. Një sinjal i konvertuar aplikohet në hyrjen e tij, dhe një sinjal oshilator lokal aplikohet në bazën e tranzitorit të gjeneratorit të qëndrueshëm të rrymës. Fitimi dhe shifra e zhurmës së konvertuesve të tillë janë afërsisht të barabarta me koeficientët përkatës të fazës amplifikuese.
Skemat e konvertuesve të frekuencës në transistorët me efekt në terren janë paraqitur në fig. 8.45, a - një qark me një oshilator lokal të kombinuar dhe fig. 8.45, b - një qark duke përdorur një transistor me efekt në terren me dy porta të izoluara.
Oriz. 8.45. Skemat e konvertuesve të frekuencës në transistorët me efekt në terren
Në fig. 8.45, dhe një tranzistor me efekt në terren me një portë në formë pn-Tranzicioni vepron si mikser dhe oshilator lokal në të njëjtën kohë. Sinjali dërgohet në portën e transistorit. Tensioni lokal i oshilatorit nga një pjesë e qarkut heterodinik futet në qarkun burimor të tranzistorit. Modaliteti i kërkuar i tranzitorit sigurohet nga zgjedhja e duhur e pikës së funksionimit duke përdorur një qark automatik të paragjykimit. Rezistenca në qarkun e portës lejon që ngarkesat e grumbulluara në portë të kullojnë. Ngarkesa e konvertuesit është një filtër brez-kalimi i akorduar në frekuencën e kërkuar të kombinimit të rrymës së shkarkimit. Meqenëse rezistenca e hyrjes dhe e daljes së transistorit me efekt në terren janë mjaft të mëdha, qarku i hyrjes në portë dhe qarku i filtrit të brezit të kalimit me kullimin janë të lidhur plotësisht.
Në qarkun e një konverteri të frekuencës së tranzitorit në një transistor me efekt në terren me dy porta të izoluara (Fig. 8.45, b), të dyja portat përdoren si elektroda kontrolli. Në thelb, transistori funksionon nën ndikimin e shumës së dy tensioneve. Tensioni gjenerohet nga sinjali i konvertuar i aplikuar në portën e parë, dhe voltazhi gjenerohet nga sinjali i oshilatorit lokal të aplikuar në portën e dytë. Një qark oscilues i akorduar në frekuencën e ndryshimit është i lidhur me kullimin e tranzistorit. Avantazhi i këtij qarku është bashkimi i papërfillshëm kapacitiv midis qarkut të furnizimit të sinjalit të konvertuar dhe qarkut të sinjalit të oshilatorit lokal. Në prani të një lidhjeje të tillë, frekuenca e lëkundjes së oshilatorit lokal mund të kapet nga sinjali. Në këtë rast, frekuenca e sinjalit të oshilatorit lokal bëhet e barabartë me frekuencën e sinjalit të konvertuar, si rezultat i të cilit nuk do të ketë konvertim të frekuencës.
Konvertimi i frekuencës mund të kryhet gjithashtu duke përdorur qarqe parametrike. Në qarqe të tilla, voltazhi lokal i oshilatorit aplikohet në një kapacitet jolinear (varicap), vlera e të cilit ndryshon sipas ligjit të tensionit heterodin.
PËRFUNDIM
Gjendja aktuale e inxhinierisë radio karakterizohet nga zhvillimi intensiv i metodave dhe mjeteve të përpunimit të sinjalit, përdorimi i gjerë i arritjeve të teknologjive dixhitale dhe të informacionit. Në të njëjtën kohë, ndryshueshmëria e fragmenteve bazë të teorisë së përgjithshme të inxhinierisë radio, të cilat formojnë bazën e metodave për zgjidhjen e problemeve të analizës dhe sintezës së inxhinierisë moderne radio dhe sistemeve të informacionit, nuk mund të jetë absolute. Ashtu si njohuritë dhe orientimi i lirë në një sërë aksiomash matematikore e lejojnë njeriun të arrijë në përfundime dhe rezultate të reja, ashtu edhe njohja e koncepteve themelore në fushën e modelimit të sinjaleve, metodave dhe mjeteve teknike të përpunimit të tyre e bën të lehtë të kuptosh të rejat, madje. në shikim të parë, teknologji shumë komplekse. Vetëm me një njohuri të tillë, një studiues ose projektues mund të mbështetet në efektivitetin praktik të parimit të mirënjohur "know-how" (Unë e di se si).
Shumë çështje që lidhen drejtpërdrejt me inxhinierinë radio "përcaktuese" mbetën jashtë objektit të këtij libri. Para së gjithash, këto janë çështjet e gjenerimit të sinjalit, filtrimit diskret dhe dixhital, metodave të analizës dhe ndërtimit të pajisjeve parametrike dhe optoelektronike. Vëmendje e veçantë dhe diskutim i veçantë meritojnë problemet e inxhinierisë radio statistikore, zgjidhja e të cilave është e paimagjinueshme pa një këndvështrim të gjerë në fushën e metodave për analizimin e sinjaleve të rastësishme dhe transformimet e tyre, metodat për zgjidhjen e problemeve klasike të përpunimit optimal të sinjalit gjatë zbulimit dhe matjes së tyre. .
Në të ardhmen, është planifikuar të botohet një tekst shkollor kushtuar shqyrtimit të këtyre problemeve, duke marrë parasysh rezultatet më të fundit teorike dhe praktike.
LITERATURA
1. Gonorovsky, I. S. Qarqet dhe sinjalet inxhinierike të radios: një libër shkollor për universitetet. - M .: Radio dhe komunikim, 1986.
2. Baskakov, S. I. Qarqet dhe sinjalet e inxhinierisë radio: një libër shkollor për universitetet. - M .: Më e lartë. shkollë, 2000.
3. Qarqet dhe sinjalet e inxhinierisë radio / D.V. Vasiliev, M.R. Vitol, Yu.N. Gorshenkov dhe të tjerët; / Ed. A.K.Samoylo - M. Radio dhe komunikimi, 1990.
4. Nefedov V.I. Bazat e radio-elektronikës dhe komunikimit: Libër mësuesi për universitetet. - M .: Më e lartë. shkollë, 2002.
5. Sergienko A.B. Përpunimi dixhital i sinjalit. - Shën Petersburg: 2003.
6. Ivanov M.T., Sergienko A.B., Ushakov V.N. Bazat teorike të inxhinierisë radio. Proc. kompensim për universitetet. - M .: Më e lartë. shkollë, 2002.
7. Manaev E.I. Bazat e radio-elektronikës. - M .: Radio dhe komunikim, 1990.
8. Bystrov Yu.A., Mironenko I.G. Qarqet dhe pajisjet elektronike. - M .: Më e lartë. shkollë, 1989.
9. Kayackas A.A. Bazat e radio-elektronikës. - M:. Më e lartë shkollë, 1988.
10. Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Manual i matematikës për inxhinierë dhe studentë të VTUZ. - M.: Shkencë. kokë. ed. Fiz.-Math. Letërsia, 1986.
11. Levin B.R. Bazat Teorike të Radio Inxhinierisë Statistikore. - M .: Radio dhe komunikim, 1989.
12. Gusev V.G., Gusev Yu.M. Elektronikë. M.: Më e lartë. shkollë, 1991.
8.8.1. Parimi i konvertimit të frekuencës
Konvertimi i frekuencës së sinjalit është një proces që siguron një transferim linear të spektrit të sinjalit në boshtin e frekuencës pa ndryshuar strukturën e tij. Zarfi i sinjalit dhe faza e tij fillestare nuk ndryshojnë në këtë rast. Me fjalë të tjera, shndërrimi i frekuencës nuk shtrembëron ligjin e amplitudës, frekuencës ose fazës së lëkundjeve të moduluara.
Siç shihet nga përkufizimi, shndërrimi i frekuencës shoqërohet me shfaqjen e komponentëve të rinj të spektrit, d.m.th. çon në pasurimin e spektrit të sinjalit. Prandaj, një proces i tillë mund të zbatohet vetëm me përdorimin e pajisjeve jolineare ose parametrike që sigurojnë shumëzim të sinjalit të konvertuar nga një lëkundje harmonike ndihmëse me zgjedhjen e mëvonshme të diapazonit të kërkuar të frekuencës.
Në të vërtetë, nëse dy sinjale aplikohen në hyrjen e shumëzuesit:
uin(t) = U(t)cos[ω0 t+ ϕ( t)]
Dhe u G ( t) = U g cos(ωg t+ ϕg),
atëherë në dalje marrim sinjalin e frekuencave të shumës dhe diferencës:
ju jashtë(t) = KU(t)U g cos[ω0 t+ ϕ( t)]cos(ωg t+ ϕg) =
= KU(t)U g(cos[(ω
+ωg) t+ϕ( t) +ϕг]+ cos[(ω0
−ωg) t+ϕ( t) −ϕg]),
ku Kështë koeficienti i transferimit të shumëzuesit.
Filtri i daljes, i akorduar, për shembull, me frekuencën e diferencës, do të zgjedhë përbërësin e frekuencës së diferencës (të ndërmjetme). Një pajisje e tillë jolineare quhet mikser dhe burimi i lëkundjes harmonike - oshilator lokal.
Diagrami bllok i konvertuesit të frekuencës është paraqitur në fig. 8.41.
Oriz. 8.41. Diagrami strukturor i konvertuesit të frekuencës
Konvertimi i frekuencës përdoret në marrës superheterodin për të marrë një sinjal të frekuencës së ndërmjetme. Vlera e ndërmjetësit
duhet të jetë i tillë që të arrihet pa asnjë vështirësi
fitim i lartë me selektivitet të lartë të marrësit. Në transmetues
marrës me valë të gjata, të mesme dhe të shkurtra
kHz, dhe në pritje
Nisjet e modulimit të frekuencës (në intervalin e valës së njehsorit) -
Konvertimi i frekuencës së sinjalit përdoret gjithashtu në marrësit e radarëve
stacionet, në teknologjinë matëse (analizatorë të spektrit, gjeneratorë etj.).
8.8.2. Qarqet e konvertuesit të frekuencës
Siç u përmend më lart, procesi i konvertimit të frekuencës zbatohet duke shumëzuar sinjalin e konvertuar me një lëkundje harmonike ndihmëse, e ndjekur nga përzgjedhja e diapazonit të kërkuar të frekuencës. Kjo mund të bëhet në dy mënyra, të cilat përbëjnë bazën për ndërtimin e qarqeve praktike të konvertuesve të frekuencës:
1. Shuma e dy tensioneve (një sinjal i dobishëm dhe një sinjal oshilator lokal) aplikohet në një element jolinear me zgjedhjen e mëvonshme të komponentëve të nevojshëm të spektrit aktual. Diodat, transistorët dhe elementët e tjerë me karakteristikë jolineare përdoren si elementë jolinearë.
2. Tensioni lokal i oshilatorit përdoret për të ndryshuar çdo parametër të mikserit (karakteristika e rrymës-tensionit të tranzitorit, parametri reaktiv i qarkut). Një sinjal i dobishëm i aplikuar në hyrjen e një mikseri të tillë konvertohet me pasurimin përkatës të spektrit.
Për të sqaruar tiparet kryesore të procesit të konvertimit të frekuencës, merrni parasysh disa qarqe të konvertuesit të frekuencës.
por. Konvertuesit e frekuencës në dioda
Skema e një konverteri të frekuencës me një qark në një diodë është paraqitur në fig. 8.42.
Oriz. 8.42. Konvertuesi i frekuencës me një lak në diodë
Dy sinjale merren në hyrje të konvertuesit:
sinjal i moduluar me brez të ngushtë
uin(t) = U(t)cos[ω0 t+ϕ( t)], bartës
frekuenca e së cilës duhet të transferohet, të themi, në rajonin e ulët
sinjal oshilator lokal
u G ( t) = U g cos(ωg t+ ϕg)
me amplitudë, frekuencë konstante
dhe faza fillestare.
Kështu, një tension aplikohet në elementin jolinear
u(t)= uin(t) + u G( t) = U(t)cos[ω0 t+ϕ( t)] +U g cos(ωg t+ϕg).
Ne i përafrojmë karakteristikat I–V të diodës me një polinom të shkallës së dytë
i= a 0 + a 1u+ a 2u.
Atëherë rryma e diodës mund të përfaqësohet si më poshtë:
i(t) = a 0 + a 1uin(t) + a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) + 2a 2uin(t)u G( t) .
Kushtet që përmbajnë vetëm
|
|
) , korrespondojnë me
duke vendosur në spektrin e rrymës së diodës, me frekuenca ω0, ωg,
Rrjedhimisht, ato nuk janë me interes nga pikëpamja e konvertimit të frekuencës. Termi i fundit është i një rëndësie parësore. Është kjo që tregon praninë në spektrin aktual të komponentëve me frekuenca të konvertuara
2a 2uin(t)u G( t) = 2a 2U(t)cos[ω0 t+ ϕ( t)]U g cos(ωg t+ ϕg) =
= à 2U(t)Uã cos[(ω0 + ωã) t+ϕ( t) +ϕã ] + à 2U(t)Uã cos[(ω0 − ωã) t+ϕ( t) −ϕã ] .
Komponent me frekuencë ω n
korrespondon me zhvendosjen e spektrit të sinjalit në
rajoni me frekuencë të ulët, dhe komponenti me frekuencë ω në
frekuencave të larta.
- në rajon
Tensioni i daljes me frekuencën e kërkuar formohet duke përdorur një filtër (qark oshilues) në daljen e konvertuesit, të akorduar në frekuencën e duhur. Filtri duhet të zgjedhë një komponent nga shtatë. Duke supozuar se filtri është akorduar në frekuencën e diferencës (të ndërmjetme).
= ω0 − ωg, marrim tensionin në dalje të konvertuesit, të barabartë me
uuu(t) = i(t)R 0
= à 2U(t)Uã R 0 cos[(ω0 − ωã) t+ ϕ( t) − ϕã ] . (8.4)
U(t)
duhet të zgjidhet në atë mënyrë që në shprehjen (8.4) para-
termat me frekuenca të kombinuara kishin rëndësi. kon-
Prandaj, formimi i frekuencës shoqërohet shpesh nga një përforcim i sinjalit të dobishëm
mu është vërejtur zakonisht raporti U G
>>U(t).
Në ω0 >> ωg
çrregullim i frekuencës ω0 + ωg, ω0 − ωg
shumë i vogël. Në këtë rast, komponentët me frekuencat e sinjalit ose oshilatorit lokal nuk e bëjnë këtë
do të filtrohen nga sistemi zgjedhor. Është gjithashtu e padëshirueshme të përdoret ky sistem kur zgjidhet problemi i konvertimit të frekuencës në rangun e frekuencave akustike. Në këtë rast, këshillohet përdorimi i skemave të bilancit që sigurojnë vetë-likuidim (kompensim) të përbërësve të panevojshëm. Në fig. 8.43, a dhe fig. 8.43b tregon diagramet e konvertuesve të tillë diodë.
Oriz. 8.43. Konvertuesit e frekuencës së balancuar
Në skemën e Fig. 8.43, dhe tensioni i daljes është
ju jashtë(t) = u 1(t) − u 2 (t) = [i 1(t) − i 2 (t)]R, (8.5)
i 1(t) = a 0 + a 1uin(t) + a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) + 2a 2uin(t)u G( t).
i 2 (t) = a 0 − a 1uin(t) + a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) − 2a 2uin(t)u G( t).
Kur merr një shprehje për i 2(t)
merret parasysh se aplikohet tensioni i sinjalit
te diodat e qarqeve në antifazë, dhe tensioni i oshilatorit lokal është në fazë.
Zëvendësimi i shprehjeve për i 1 (t)
Dhe i 2 (t)
në formulën (8.5), marrim
ju jashtë(t) =R.
ju jashtë(t) = {2a 1U(t)cos[ω0 t+ϕ( t)] + 2a 2U(t)U g cos[(ω0 +ωg) t+ϕ( t) + ϕg]+
2a 2U(t)U g cos[(ω0
− ωg) t+ ϕ( t) − ϕg ]) R.
Nga kjo shihet se në daljen e konvertuesit të balancuar fig. 8.43, por mungon
komponentë me frekuenca të barabarta me 0, ωg,
2ωg, e cila thjeshton ri-
zgjidhja e problemit të marrjes së sinjalit dalës të frekuencës së kërkuar. Sidoqoftë, është gjithashtu e nevojshme të lidhni një sistem zgjedhor me daljen e një konverteri të tillë për të filtruar sinjalin me frekuencën e kërkuar.
Konvertuesi i bilancit fig. 8.43, b është një diagram që kombinon
duke lidhur dy dhënës të balancuar. Diodat e degëve të ndryshme ushqehen
tensioni i sinjalit dhe oshilatori lokal me faza të ndryshme. Puna e një të tillë
zhvilluesi shpjegohet me formulat e mëposhtme:
ju jashtë(t) = u 1(t) − u 2 (t) + u 3(t) − u 4 (t) = [i 1(t) − i 2 (t) + i 3(t) − i 4 (t)]R, (8.6)
i 1(t) = a 0 + a 1uin(t) + a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) + 2a 2uin(t)u G( t);
i 2 (t) = a 0 − a 1uin(t) + a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) − 2a 2uin(t)u G( t);
i 3(t) = a 0 − a 1uin(t) − a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) + 2a 2uin(t)u G( t);
i 4 (t) = a 0 + a 1uin(t) − a 1u G( t) + a 2uin(t) + a 2u G ( t) − 2a 2uin(t)u G( t).
Zëvendësimi i shprehjeve për i 1 (t) , i 2 (t) , i 3 (t)
Dhe i 4 (t)
në formulën (8.6), marrim
ju jashtë(t) =8a 2uin(t)u G( t)R.
ju jashtë(t) = {4a 2U(t)U g cos[(ω0 +ωg) t+ϕ( t) +ϕg]+
4a 2U(t)U g cos[(ω0 − ωg) t+ ϕ( t) − ϕg ]) R.
Në daljen e konvertuesit fig. 8.44, b nuk ka asnjë komponent me frekuencë
ai sinjal ω0
(komponentët me frekuenca 0, ωg,
gjithashtu mungon -
| |
shtrimi i të dyve.
b. Konvertuesit e frekuencës së transistorit
Konvertuesit e frekuencës me bazë transistor përdoren gjerësisht në kanalet marrëse të sistemeve inxhinierike radio. Në të njëjtën kohë, dallohen qarqet e konvertuesit, në të cilat kombinohen funksionet e mikserit dhe oshilatorit lokal, dhe qarqet e konvertuesit me një sinjal oshilator lokal të furnizuar nga jashtë. Funksionimi më i qëndrueshëm sigurohet nga klasa e fundit e konvertuesve.
Sipas mënyrës së ndezjes së transistorëve, ata dallojnë:
1. Konvertuesit me përfshirjen e një transistori sipas një skeme me një emetues të përbashkët
rum dhe sipas skemës me bazë të përbashkët.
Konvertuesit me emetues të zakonshëm përdoren më shpesh sepse kanë karakteristika më të mira të zhurmës dhe fitim më të lartë të tensionit. Tensioni lokal i oshilatorit mund të aplikohet në qarkun bazë ose në qarkun e emetuesit. Në rastin e parë, arrihet një fitim më i madh, në të dytin
rast - stabilitet më i mirë i fitimit dhe shkëputje e mirë e
Unë jam duke pritur për sinjal dhe qarqe heterodine.
2. Konvertuesit në amplifikatorë me ndërrim kaskod të transistorëve.
3. Konvertuesit në një përforcues diferencial.
4. Konvertuesit në transistorë me efekt në terren (me një dhe dy porta). Vetitë dhe karakteristikat kryesore të tre grupeve të fundit të konvertuesve përcaktohen nga vetitë e amplifikatorëve në bazë të të cilëve janë ndërtuar. Në fig. 8.44 tregon diagramet e konvertuesve të frekuencës në plan
tranzistorë.
Tensioni lokal i oshilatorit - tek emetuesi. Qarku në qarkun e manifoldit është vendosur në
frekuencë e ndërmjetme. rezistencës
R 1 dhe R 2
të sigurojë të nevojshmen
Mënyra e funksionimit të amplifikatorit (pozicioni i pikës së funksionimit), rezistenca
Re dhe ha-
kockë Ce
- stabilizimi termik i pozicionit të pikës së funksionimit. Ora e konvertimit -
toty kryhet për shkak të ndryshimit me frekuencën e koeficientit të sinjalit të oshilatorit lokal
koeficienti i transferimit të fazës amplifikuese (pjerrësia e karakteristikës I–V të transistorit).
Oriz. 8.44. Skemat e konvertuesve të frekuencës në transistorë planarë
Konvertuesi i frekuencës së transistorizuar i paraqitur në fig. 8.44, b, pas-
ndërtuar duke përdorur një përforcues diferencial. Hyrja e tij është
sinjali i konvertuar dhe në bazën e tranzistorit VT 3
gjenerator i qëndrueshëm i rrymës
aplikohet sinjali i oshilatorit lokal. Faktori i fitimit dhe zhurmës së konvertuesve të tillë janë afërsisht të barabartë me koeficientët përkatës të fazës amplifikuese.
Skemat e konvertuesve të frekuencës në transistorët me efekt në terren janë paraqitur në fig. 8.45, a - një qark me një oshilator lokal të kombinuar dhe fig. 8.45, b - qark duke përdorur një transistor me efekt në terren me dy porta të izoluara.
Oriz. 8.45. Skemat e konvertuesve të frekuencës në transistorët me efekt në terren
Në fig. 8.45, dhe një tranzistor me efekt në terren me një portë në formë pn-Tranzicioni i kryer-
merr rolin e një mikseri dhe një oshilatori lokal në të njëjtën kohë. Sinjali
uin(t)
shkon në
porta e tranzistorit. Tensioni LO
u G( t)
pjesë e heterodinës kon-
L G C G
aplikuar në qarkun burimor të tranzistorit. Modaliteti i kërkuar i transportit
stor sigurohet nga një zgjedhje e përshtatshme e pikës së funksionimit duke përdorur
qarqet automatike të paragjykimit
R 2C 2. Rezistencë
R 1 në qarkun e portës ofron
nuk ka balotazh të ngarkesave të grumbulluara në portë. Ngarkesa e konvertuesit është një filtër brez-kalimi i akorduar në frekuencën e kërkuar të kombinimit të rrymës së shkarkimit. Meqenëse rezistenca e hyrjes dhe e daljes së transistorit me efekt në terren janë mjaft të mëdha, qarku i hyrjes në portë dhe qarku i filtrit të brezit të kalimit me kullimin janë të lidhur plotësisht.
Në qarkun e një konverteri të frekuencës së tranzitorit në një transistor me efekt në terren me dy porta të izoluara (Fig. 8.45, b), të dyja portat përdoren si elektroda kontrolli. Në thelb, tranzistori funksionon nën
me shumën e dy tensioneve. Tensioni
uin(t)
është krijuar transformimi-
sinjali im u aplikua në portën e parë dhe tensioni
u G( t)
- një sinjal
oshilator lokal i aplikuar në portën e dytë. Një qark oscilues i akorduar në frekuencën e ndryshimit është i lidhur me kullimin e tranzistorit. Avantazhi i këtij qarku është bashkimi i papërfillshëm kapacitiv midis qarkut të furnizimit të sinjalit të sinjalit të konvertuar dhe qarkut të sinjalit të oshilatorit lokal. Në prani të një lidhjeje të tillë, është e mundur që sinjali të kapë frekuencën e lëkundjes së oshilatorit lokal. Në këtë rast, frekuenca e sinjalit të oshilatorit lokal bëhet e barabartë me frekuencën e sinjalit të konvertuar, si rezultat i të cilit nuk do të ketë konvertim të frekuencës.
Konvertimi i frekuencës mund të kryhet gjithashtu duke përdorur qarqe parametrike. Në qarqe të tilla, voltazhi lokal i oshilatorit aplikohet në një kapacitet jolinear (varicap), vlera e të cilit ndryshon sipas ligjit të tensionit heterodin.
| |
Gjendja aktuale e inxhinierisë radio karakterizohet nga zhvillimi intensiv i metodave dhe mjeteve të përpunimit të sinjalit, përdorimi i gjerë i arritjeve të teknologjive dixhitale dhe të informacionit. Në të njëjtën kohë, është e pamundur të absolutizohet ndryshueshmëria e fragmenteve bazë të teorisë së përgjithshme të inxhinierisë radio, të cilat formojnë bazën e metodave për zgjidhjen e problemeve të analizës dhe sintezës së inxhinierisë moderne radio dhe sistemeve të informacionit. Ashtu si njohuritë dhe orientimi i lirë në një sërë aksiomash matematikore bëjnë të mundur arritjen e përfundimeve dhe rezultateve të reja, ashtu edhe njohja e koncepteve themelore në fushën e modelimit të sinjaleve, metodave dhe mjeteve teknike të përpunimit të tyre e bën të lehtë kuptimin e të rejave. , edhe në shikim të parë, teknologji shumë komplekse. Vetëm me një njohuri të tillë, një studiues ose projektues mund të mbështetet në efektivitetin praktik të parimit të mirënjohur "know-how" (Unë e di se si).
Shumë pyetje që lidhen drejtpërdrejt me inxhinierinë "përcaktuese" të radios mbetën jashtë objektit të këtij libri. Para së gjithash, këto janë çështjet e gjenerimit të sinjalit, filtrimit diskret dhe dixhital, metodave të analizës dhe ndërtimit të pajisjeve parametrike dhe optoelektronike. Vëmendje e veçantë dhe diskutim i veçantë meritojnë problemet e inxhinierisë radio statistikore, zgjidhja e të cilave është e paimagjinueshme pa një këndvështrim të gjerë në fushën e metodave për analizimin e sinjaleve të rastësishme dhe shndërrimet e tyre, metodat për zgjidhjen e problemeve klasike të përpunimit optimal të sinjaleve gjatë zbulimit të tyre dhe matje.
Në të ardhmen, është planifikuar të botohet një tekst shkollor kushtuar shqyrtimit të këtyre problemeve, duke marrë parasysh rezultatet e reja teorike dhe praktike.
Fundi i punës -
Kjo temë i përket:
Bazat teorike të inxhinierisë radio
Institucion arsimor.. Universiteti Shtetëror Bjellorus i Informatikës dhe Radioelektronikës.. Departamenti i Pajisjeve Inxhinierike të Radios..
Nëse keni nevojë për materiale shtesë për këtë temë, ose nuk keni gjetur atë që po kërkoni, ju rekomandojmë të përdorni kërkimin në bazën e të dhënave tona të veprave:
Çfarë do të bëjmë me materialin e marrë:
Nëse ky material doli të jetë i dobishëm për ju, mund ta ruani në faqen tuaj në rrjetet sociale:
| cicëroj |
Të gjitha temat në këtë seksion:
Inxhinieri radio dhe shkenca kompjuterike
Për shoqërinë moderne, problemi më i rëndësishëm është përdorimi i teknologjisë së informacionit në të gjitha sferat e veprimtarisë njerëzore. Për sa i përket rëndësisë dhe rëndësisë
Dioinformatika
Aspekti informativ i funksionimit të çdo sistemi përfshin përdorimin e një transportuesi të caktuar informacioni material. Një proces fizik që është funksion i disa parametrave dhe përdoret
Pajisja transmetuese
Pajisja transmetuese konverton mesazhin e transmetuar dhe e sjell atë në një formë të përshtatshme për transmetim në hapësirën e lirë duke përdorur antena. Për këtë qëllim, përbërja e
pajisje marrëse
Sinjalet e radios me frekuencë të lartë të marra nga antena marrëse futen në pajisjen marrëse. Pajisja marrëse kryen transformimet përkatëse të sinjalit të marrë me frekuencë të lartë
Problemet e zbulimit dhe përpunimit optimal të sinjalit
Një nga detyrat kryesore të pritjes së radarit është problemi i zbulimit. Thelbi i këtij problemi është të përcaktohet nëse luhatja e marrë përmban një sinjal të reflektuar. Problemi është statistikor
Problemet e optimizimit dhe përshtatjes
Problemet e optimizimit dhe përshtatjes zgjidhen gjatë projektimit dhe funksionimit të RTS. Gjatë optimizimit, sintetizohet struktura më e mirë në një farë kuptimi funksionale dhe algoritmike e RTS, bazuar në
Modelet matematikore të sinjaleve
Që sinjalet të jenë objekt studimi dhe analize teorike, është e nevojshme të kemi modelet e tyre matematikore. Modeli matematik i një sinjali është përfaqësimi i tij i formalizuar në
funksioni delta
Funksioni delta (funksioni δ, funksioni Dirac) është një model matematikor i një sinjali realisht inekzistent, i cili ka një amplitudë të pafundme dhe vlerë zero.
Funksioni i një hop të vetëm
τ → 0τ Funksioni i kërcimit të njësisë (funksioni Heaviside) përshkruan procesin e një tranzicioni të mprehtë (të menjëhershëm) φ
Karakteristikat e sinjalit
Për një sinjal që ekziston në intervalin ∆t = t2 − t1, karakteristikat e mëposhtme janë më të rëndësishmet:
Metodat gjeometrike në teorinë e sinjalit
Në teorinë e bashkësive, ekziston koncepti i një hapësire vektoriale reale, e cila kuptohet si një bashkësi V jo bosh, për elementet e së cilës përkufizimi
Përcaktimi i spektrave të disa sinjaleve
3.4.1. Spektri i një pulsi në formë zile (Gaussian) Një sinjal i përshkruar nga një funksion i formës
Analiza e korrelacionit të sinjaleve
3.5.1. Dispozitat e përgjithshme Gjatë zgjidhjes së shumë problemeve të përpunimit optimal të sinjalit, lind nevoja për të përcaktuar shkallën
Vetitë e funksionit të ndërlidhjes
1. Vlerat e R12 (τ) dhe R 21 (τ) nuk do të ndryshojnë nëse në vend të vonesës së sinjalit s2 (t) ose
Diskretizimi dhe restaurimi i sinjaleve nga teorema e kampionimit
(teorema e Kotelnikovit) 3.6.1. Teorema e Kotelnikovit Aktualisht, dixhitali
Pritini intervale të barabarta kohore
∆t ≤1 2 f m . Vlefshmëria e teoremës vërtetohet nga fakti se sinjali s(t), spektri i të cilit
Përcaktimi i koeficientëve të serisë
Vlera e koeficientëve Ck përcaktohet duke përdorur formulën Ck = ∞
Sinjalet e radios AM
4.2.1. Sinjalet e moduluara me amplitudë Modulimi i amplitudës (AM; termi anglisht - modulim amplitude) është
Sinjalet e radios të moduluara nga këndi
4.3.1. Informacione të përgjithshme rreth modulimit të këndit
Modulimi i pulsit
4.4.1. Llojet e modulimit të pulsit
Sinjalet me brez të ngushtë
4.5.1. Informacion i përgjithshëm për sinjalet me brez të ngushtë Sinjalet e radios përdoren gjerësisht në sisteme të ndryshme të transmetimit të informacionit.
Karakteristikat kryesore të qarqeve lineare
5.2.1. Karakteristikat e fushës së frekuencës Paraqitja spektrale e sinjaleve e bën shumë të përshtatshëm analizimin e tyre
Qarqet diferencuese dhe integruese
Në fig. 5.1,a tregon një qark linear katërpolësh në formën e një qarku RC serial me një konstante kohe τ = RC
Filtri i kalimit të ulët
Si filtër me kalim të ulët në shumë pajisje radio-inxhinierike (ndreqës, detektorë, etj.), qarku i paraqitur në fig. 5.3, a. Cha
Qarku oscilues paralel
Një qark oscilues paralel është një qark selektiv i frekuencës i formuar nga një lidhje paralele e induktivitetit L dhe kapacitetit C. Ak-
Përforcues
Përforcuesit përdoren për të rritur fuqinë e sinjaleve duke ruajtur formën e tyre. Parimi i funksionimit të amplifikatorëve bazohet në shndërrimin e energjisë së burimit të energjisë në energji
Rajoni me frekuencë të ulët
Në rajonin me frekuencë të ulët, rezistenca e kapacitetit xc =1 ωC ka një rëndësi të madhe në krahasim me vlerën
Rajoni me frekuencë të lartë
Në rajonin e frekuencave të larta, rezistenca e kapacitetit zvogëlohet në krahasim me vlerat e tyre në rajonin e frekuencave të ulëta dhe të mesme. Prandaj, veprimi i manovrimit të kapaciteteve
reagime pozitive
Ofrohet me kushtin ϕ(ω) + ϕβ (ω) = 2kπ, ku k është një numër i plotë, d.m.th. kur një sinjal merret në hyrje të qarkut kryesor
reagime negative
Ofrohet me kushtin ϕ(ω)+ϕβ (ω) = (2k +1)π , d.m.th. kur një sinjal reagimi merret në hyrje të qarkut kryesor, në ndryshim nga
Reagime reaktive dhe komplekse
Komentet reaktive krijohen nën kushtin ϕ(ω) + ϕβ (ω) = 2kπ + π
Formulimi i problemit
Analiza e çdo qarku radio reduktohet në vendosjen e marrëdhënies midis sinjalit të hyrjes dhe sinjalit të gjeneruar në dalje. Në përgjithësi, inxhinieri radio
Metodat e sakta për analizimin e qarqeve lineare
6.2.1. Metoda klasike Metoda klasike bazohet në formulimin dhe zgjidhjen e një ekuacioni diferencial linear
Kalimi i një sinjali periodik përmes një qarku linear
Spektri i një sinjali periodik përcaktohet duke e zgjeruar sinjalin në një seri Furier, forma komplekse e së cilës është ∞ 1 T 2
Kalimi i një sinjali jo periodik përmes një qarku linear
Spektri i një sinjali jo periodik (densiteti spektral) përcaktohet duke llogaritur transformimin direkt të Furierit ∞ S(jω) = ∫
Metodat e përafërta për analizën e qarqeve lineare
6.3.1. Metoda spektrale e përafërt Metoda e përafërt spektrale përdoret nëse është efektive
Thelbi i metodës
Konsideroni kalimin e një sinjali me modulim të frekuencës përmes një qarku me brez të ngushtë. Sinjali i daljes përcaktohet për një vlerë të frekuencës fikse ω(t
Kalimi i një sinjali të moduluar nga amplituda përmes një qarku selektiv
Le të përcaktojmë sinjalin e gjeneruar nga amplifikuesi rezonant kur një sinjal AM me modulim tone arrin në hyrjen e tij. Përgjigja e frekuencës res
Vetitë dhe karakteristikat e qarqeve jolineare
Gjatë projektimit të shumicës së pajisjeve inxhinierike radio, bëhet e nevojshme të konvertohet spektri i dobishëm i sinjalit. Këto përfshijnë pajisje që
Metodat për përafrimin e karakteristikave të elementeve jolineare
Karakteristikat e elementeve reale jolineare, të cilat zakonisht përcaktohen duke përdorur studime eksperimentale, kanë një formë komplekse dhe paraqiten në formën e tabelave ose grafikëve. Në të njëjtën kohë d
Metodat e analizës së qarkut jolinear
Përdoren këto metoda të analizës së qarqeve jolineare: 1. Analitike. Lejo që në çdo rast të marrë pjesë-
Zgjidhja e përgjithshme e problemit të analizës së qarkut jolinear
Le të shqyrtojmë proceset që ndodhin në një pajisje jolineare pa inerci, karakteristikat e së cilës janë paraqitur në Fig. 7.2. Hyrja e pajisjes merr një harmonik
Përcaktimi i spektrit të rrymës në një qark jolinear me një përafrim të ligjit të fuqisë të karakteristikës
7.5.1. Sinjali harmonik në hyrje Supozoni se seksioni operativ i karakteristikës së një elementi jolinear përshkruhet nga
Përcaktimi i spektrit të rrymës në një qark jolinear me përafrim linear pjesë-pjesë të karakteristikës
Kur një element jolinear i ekspozohet një sinjali me një amplitudë të madhe dhe pika e funksionimit zgjidhet në kthesën më të ulët të karakteristikës së tensionit aktual, këshillohet të përdoret
Përforcim rezonant jolinear i sinjaleve
Një përforcues është një pajisje që konverton energjinë e një burimi energjie në energji sinjali. Transformimi kontrollohet nga sinjali hyrës
Shumëzimi i frekuencës
Në rrugët transmetuese dhe marrëse të sistemeve të komunikimit, si dhe në disa pajisje matëse, përdoret gjerësisht transformimi jolinear i një lëkundjeje harmonike, si rezultat i të cilit
Modulimi i amplitudës
8.3.1. Informacion i përgjithshëm rreth modulimit të amplitudës Modulimi amplitudë është procesi i formimit të një modulimi amplitudë
Zbulimi i amplitudës
8.4.1. Informacion i përgjithshëm rreth zbulimit Detektimi (demodulimi) është procesi i konvertimit të frekuencës së lartë
Korrigjimi i lëkundjeve
8.5.1. Informacione të përgjithshme rreth ndreqësve Pajisjet inxhinierike radio i kryejnë funksionet e tyre në prani të energjisë, rrjedhës
Modulimi i këndit
8.6.1. Parimet e përgjithshme për marrjen e sinjaleve me modulim këndor Sinjalet radio moduluese këndore kanë formën
Zbulimi i sinjalit të modulimit këndor
8.7.1. Parime të përgjithshme për zbulimin e sinjaleve me modulim këndor Sinjalet e radios të modulimit këndor që kanë formën