1. Sinyal frekansı dönüşümü. Bu durumda, f 1 frekansı etrafındaki spektrumda yoğunlaşan değişken genlikli ve (veya) fazlı cihazın girişindeki sinyal, cihazın çıkışında aynı şekle (K ve - sabitler) sahip bir sinyale dönüşür. ), ancak frekans çevresindeki spektrumda yoğunlaşmıştır.
Frekans yükseldiğinde, f 2, f 1'den büyüktür. Frekans düştüğünde, f 2, f 1'den küçüktür.
Frekans dönüştürme, modern cihazlarda genellikle hem genlik hem de açı modülasyonuna sahip sinyaller alınırken kullanılır;
2. Frekans dönüştürücü. Frekans dönüştürücü, giriş sinyalinin spektrumunu frekans ölçeğinde yukarı veya aşağı aktarmanıza izin veren bir cihazdır.
Çıkışta özel (kombinasyon) bir frekansa ayarlanmış salınım devresine sahip doğrusal olmayan bir amplifikatör, frekans dönüştürücü olarak kullanılabilir, şek. 3.1.
Şekil 3.1. Frekansı yükseltirken dönüştürücü devresi
Frekansın yukarı çevrilmesi, iki salınımın çarpılması ve salınımın çıkıştaki kombinasyon frekansı (w+Ω) ile çıkarılması, aşağıdaki formüle göre yapılır:
cos(x)×cos(y) = (1/2)
Bunu yaparken, elimizde:
Etki:
Yardımcı reaksiyon:
Genel durumda, düşük frekanslı bir sinyal, birkaç harmonik salınımın toplamı olarak temsil edilebilir. Yararlı bir reaksiyonu izole etmek için bir filtre gereklidir.
Frekans düşürme dönüşümü, doğrusal olmayan bir amplifikatörün aynı şemasına göre (Şekil 3.2) iki giriş salınımı çarpılarak ve aşağıdaki formüle göre çıkışta bir kombinasyon frekansı ile bir salınım seçilerek gerçekleştirilir:
cos(x)×cos(y) = (1/2)
Şekil 3.2 - Frekansı düşürürken dönüştürücünün şeması
Bunu yaparken, elimizde:
Etki:
Yardımcı reaksiyon:
Genel durumda, düşük frekanslı bir sinyal, birkaç harmonik salınımın toplamı olarak temsil edilebilir. Yararlı bir reaksiyonu izole etmek için düşük geçişli bir filtre gereklidir.
3. Genlik modülasyonu ( AM) tarihsel olarak uygulamaya konan ilk modülasyon türü olmuştur. Şu anda, AM esas olarak yalnızca nispeten düşük frekanslarda (kısa dalgalardan daha yüksek olmayan) radyo yayını ve televizyon yayıncılığında görüntü iletimi için kullanılmaktadır. Bunun nedeni, modüle edilmiş sinyallerin enerjisini kullanmanın düşük verimliliğidir.
AM, taşıyıcı dalga parametrelerinin sabit değerlerinde s(t) bilgisinin U(t) genliğine transferine karşılık gelir: frekanslar w ve başlangıç aşaması j 0 . AM - sinyal, U(t) bilgi zarfının ve daha yüksek frekanslarla doldurulmasının harmonik salınımının ürünüdür. Genlik modülasyonlu bir sinyalin kayıt formu:
u(t) = U(t)×cos(w o t+j o), (3.1)
U(t) = U m ×, (3.2)
burada U m, giriş (modülasyon) sinyali s(t) olmadığında taşıyıcı salınımının sabit genliğidir, m genlik modülasyon katsayısıdır
m değeri karakterize eder derinlik genlik modülasyonu. En basit durumda, modüle edici sinyal, genliği S o olan tek frekanslı bir harmonik salınım ile temsil ediliyorsa, o zaman modülasyon katsayısı, modülasyon ve taşıyıcı salınımlarının genliklerinin oranına m=S o /Um eşittir. Modülasyon sinyalinin tüm harmonikleri için m değeri 0 ile 1 arasında olmalıdır. m değeri için<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.
Şekil..3.4 - Modüle edilmiş sinyal 3.5 - Derin modülasyon
Şekil 3.5, sözde derin modülasyon, burada m'nin değeri, s(t) fonksiyonunun uç noktalarında 1'e eğilimlidir.
%100 modülasyon (m=1), verici aşırı yüklendiğinde sinyal bozulmalarına yol açabilir, eğer ikincisi taşıyıcı frekans genliği veya sınırlı verici gücü açısından sınırlı bir dinamik aralığa sahipse (pik sinyal aralıklarında taşıyıcı salınımlarının genliğinde bir artış) U(t) iki faktörlü, verici gücünde dört kat artış gerektirir).
m>1 için sözde aşırı modülasyon, bir örneği Şekil 3.6'da gösterilmiştir. Aşırı modülasyon sırasında zarfın şekli, modüle edici sinyalin şekline göre bozulur ve demodülasyondan sonra, en basit yöntemleri kullanılırsa, bilgi bozulabilir.
4. Monoharmonik genlik modülasyonu . Modüle edilmiş bir sinyalin en basit şekli monoharmonik tarafından üretilir. genlik modülasyonu - bir frekans Ω ile harmonik salınım ile taşıyıcı sinyalin modülasyonu:
u(t) = U m × cos(w o t), (3.3)
Elde edilen ifadeleri basitleştirmek için taşıyıcının ilk faz açılarının değerleri ve buradaki ve altındaki modülasyon salınımları sıfıra eşit alınacaktır. (3.3) ifadesinden cos(x)×cos(y) = (1/2) formülünü dikkate alarak şunu elde ederiz:
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)
Bunu, frekans Ω ile modüle edici salınımın w o frekansı bölgesine hareket ettiğini ve sırasıyla w o + Ω üst taraf frekansı ve w o - j - alt taraf frekansı frekansları ile iki osilasyona ayrıldığını takip eder. Bu frekanslar, w o frekansına göre simetrik olarak eksen üzerinde yer alır, şek. 3.7. Yan frekanslardaki salınım genlikleri birbirine eşittir ve %100 modülasyonda taşıyıcı frekans salınımlarının genliğinin yarısına eşittir. (3.3) denklemini, taşıyıcının başlangıç fazlarını ve modüle edici frekansı dikkate alarak dönüştürürsek, frekans değişim kuralına benzer bir faz değişim kuralı elde ederiz:
Üst yan bant için modüle eden dalga biçiminin ilk aşaması, taşıyıcının başlangıç aşamasına eklenir,
Alttaki için modüle eden dalga formunun ilk fazı, taşıyıcı fazdan çıkarılır.
Modüle edilmiş sinyalin spektrumunun fiziksel genişliği, modüle edici sinyalin spektrumunun genişliğinin iki katıdır.
Frekans dönüşümü, frekanstaki herhangi bir değişikliktir. Örneğin, alternatif bir akımı bir frekansla doğrultarken, frekansın sıfır olduğu bir doğru akıma dönüşür. Jeneratörlerde frekansı sıfır olan doğru akım enerjisi istenilen frekansta alternatif akım enerjisine dönüştürülür.
Yardımcı voltaj, adı verilen düşük güçlü bir jeneratörden elde edilir. heterodin. Dönüştürücünün çıkışında, ara frekans adı verilen yeni dönüştürülmüş bir frekansla bir salınım elde edilir.
Frekans dönüştürücü olarak doğrusal olmayan veya parametrik bir cihaz kullanılmalıdır.
Frekans dönüştürücü doğrusal bir cihaz olsaydı, o zaman basitçe iki salınım eklerdi. Örneğin, frekansları birbirine yakın ama birden fazla olmayan iki salınımın eklenmesi vuruşlarla, yani frekansın ortalama değer etrafında belirli sınırlar içinde değişeceği ve genliğin frekansa eşit bir frekansla değişeceği karmaşık bir salınımla sonuçlanacaktır. fark. Bu tür vuruşlar, yeni bir frekansa sahip bir bileşen salınımı içermez. Ancak atımlar tespit edilirse (düzeltilirse), bu işlemin doğrusal olmaması nedeniyle ara frekansa sahip bir bileşen ortaya çıkar.
Frekans dönüştürücünün çıkışında, birçok frekansın bileşenlerine sahip karmaşık bir salınım elde edilir.
Frekansların ve harmoniklerinin birleşimi olan tüm yeni frekanslara denir. kombinasyon frekansları. Uygun bir yardımcı frekans seçilerek yeni bir frekans elde edilebilir.!
Yeni frekanslar arasında, orijinal salınımlardan birkaç kat daha yüksek frekanslara sahip orijinal salınımların harmonikleri bulunmaktadır. Ancak giriş voltajlarından birinin doğrusal olmayan bozulması ile daha kolay elde edilebilirler. Harmoniklerin oluşması için iki voltajın varlığı gerekli değildir.
Kural olarak, kombinasyon salınımlarının (ve harmoniklerin) genlikleri ne kadar küçükse, frekans değerleri o kadar yüksek olur. Bu nedenle, çoğu durumda, fark frekansının salınımı ve bazen de toplam frekans, yeni bir ara frekansın salınımı olarak kullanılır. Daha yüksek bir düzenin kombinasyon frekansları nadiren kullanılır.
Radyo alıcılarında frekans dönüşümü, çoğu durumda, farklı frekanslarda çalışan farklı radyo istasyonlarından sinyal alırken, aynı ara frekansın salınımları oluşturulacak şekilde gerçekleştirilir. Bu, yüksek kazanç ve yüksek seçicilik elde etmeyi mümkün kılar ve alınan sinyallerin tüm frekans aralığı boyunca neredeyse sabit kalırlar. Ek olarak, sabit bir ara frekansta, yükseltme aşamalarının daha kararlı bir çalışması elde edilir ve bir frekans aralığı için tasarlanmış aşamalardan tasarım açısından çok daha basittirler.
Radyo alıcılarında ve radyo ölçüm cihazlarında, fark frekansı çoğunlukla bir ara frekans olarak kullanılır ve yardımcı frekans genellikle dönüştürülen sinyal frekansından daha yüksektir. Ara frekans, sinyal frekansından daha yüksek olacaksa, frekanslar arasındaki bu ilişki gereklidir.
Altında frekans dönüştürme Sinyal spektrumunda herhangi bir bozulma olmadan başka bir frekans aralığına aktarım sürecini anlar.
Frekans dönüştürme, sinyal spektrumunu iletişim kanalı frekans aralığının belirli bir bölümüne yerleştirmek ve süperheterodin tipi alıcıların duyarlılığını ve seçiciliğini artırmak için kullanılır.
Dönüşüm ilkesi, Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.9, 3.10.
Dönüştürücünün girişindeki sinyal, zamana ve birincil sinyale bağlıdır:
Çarpanda, yerel osilatör sinyali ile çarpılır.
ve sonra filtre bant geçiren filtre
Giriş sinyali, genlik, faz, taşıyıcı frekansında modüle edilebilir (sürekli veya ayrık olarak). Modüle edilmiş herhangi bir sinyalin spektral yoğunluğunun, frekanslar + co 0 etrafında yoğunlaşan spektral bileşenlerden oluşmasına izin verin (Şekil 3.10, fakat):
Pirinç. 3.9. Frekans dönüştürücünün yapısal şeması:
1 - çarpan;2 - bant geçiren filtre
Pirinç. 3.10.
Spektral yoğunluk, genliklerin spektral yoğunluğu ve faz yanıtı ile karakterize edilir. Bu özellikler ilgili hesaplamalar için gerekliyse, formüller kullanılarak hesaplanmalı ve grafikler şeklinde sunulmalıdır.
Diğer durumlarda, kesin veriler gerekli değildir ve spektral yoğunluklar keyfi olarak gösterilebilir: örneğin, bu kitapta yapıldığı gibi, örneğin, sürekli spektral yoğunluklar için çan şeklindeki spektrumlar veya üçgenler veya ayrık olanlar için oklar şeklinde.
Delta fonksiyonunun (A.1.3) ifadesini kullanarak yerel osilatör sinyalinin spektral yoğunluğunu hesaplayalım:
aldığımızı varsayarsak
Sıfır başlangıç fazlı bir harmonik kosinüs dalgasının spektral yoğunluğu (Şekil 3.10, B) artan bu salınımın genliğinin ürünü ile belirlenir ben kez ve frekans ekseninin noktalarında bulunan iki delta fonksiyonunun toplamı ω = + ω r Ayrıca, formül (2.51) kullanarak giriş sinyalinin ve yerel osilatörün ürününün spektral yoğunluğunu da hesaplarız:
nerede 
- orta düzey frekans; ? BX (/b), 5 g (/co) sırasıyla giriş sinyalinin ve yerel osilatörün spektral yoğunluklarıdır.
Şekil 2'de gösterilen ürünün spektral yoğunluğunda. 3.10, içinde, faydalı bir dönüşüm ürünü içerir (ara frekans değerlerine yakın spektral bileşenler
co = +(O pr), ayrıca -co 0 - co g, COo + Wp frekanslarına yakın enterferans yapan bileşenler
Faydalı bileşenler (bkz. Şekil 3.10, c, d) bant geçiren filtrenin çıkışına geçer ve karışan filtreler önemli ölçüde zayıflatılır. Bant geçiren filtrenin çıkışındaki spektral bileşenler (Şekil 3.10, D ) ifadesi ile belirlenir
belirli bir frekans bandında bant geçiren filtre kazancı /C(/co) = 1 ise. Bunlara eşit sabit bir faktör için doğrudurlar. FAKAT/ 2, girişindeki sinyalin spektral bileşenleri ile çakışır ve dönüştürülen sinyalin spektrumu, ω = + ω pr'ye eşit yeni frekans değerleri etrafında gruplanır.
Frekans dönüştürme, modülasyon ve sinyal algılamada kullanılır.
8.8.1. Frekans dönüştürme ilkesi
Sinyal frekans dönüşümü, frekans ekseninde sinyal spektrumunun yapısını değiştirmeden lineer olarak aktarılmasını sağlayan bir işlemdir. Bu durumda sinyal zarfı ve başlangıç fazı değişmez. Başka bir deyişle, frekans dönüşümü, modüle edilmiş salınımların genlik, frekans veya faz yasasını bozmaz.
Tanımdan da anlaşılacağı gibi, frekans dönüşümüne yeni spektrum bileşenlerinin ortaya çıkışı eşlik eder, yani. sinyal spektrumu zenginleşmesine yol açar. Bu nedenle, böyle bir işlem ancak, dönüştürülen sinyalin bir yardımcı harmonik salınım ile çarpılmasını ve ardından gerekli frekans aralığının seçilmesini sağlayan doğrusal olmayan veya parametrik cihazların kullanılmasıyla gerçekleştirilebilir.
Gerçekten de, çarpanın girişine iki sinyal uygulanırsa:
daha sonra çıktıda toplam ve fark frekanslarının sinyalini alırız:
çarpan transfer katsayısı nerede.
Örneğin, fark frekansına ayarlanmış çıkış filtresi, fark (ara) frekansının bileşenini vurgulayacaktır. Böyle doğrusal olmayan bir cihaza denir karıştırıcı ve harmonik salınımın kaynağı - yerel osilatör.
Frekans dönüştürücünün blok şeması, Şek. 8.41.
Pirinç. 8.41. Frekans dönüştürücünün yapısal şeması
Süperheterodin alıcılarda bir ara frekans sinyali elde etmek için frekans dönüşümü kullanılır. Ara frekansın değeri, alıcının yüksek seçiciliği ile çok fazla zorluk çekmeden büyük bir kazanç elde edilecek şekilde olmalıdır. Uzun, orta ve kısa dalgaların yayın alıcılarında ve frekans modülasyonlu alıcılarda (metre dalga aralığında) -. Sinyal frekans dönüşümü ayrıca radar alıcılarında, ölçüm ekipmanlarında (spektrum analizörleri, jeneratörler vb.) kullanılır.
8.8.2. Frekans dönüştürücü devreleri
Yukarıda bahsedildiği gibi, frekans dönüştürme işlemi, dönüştürülen sinyalin bir yardımcı harmonik salınım ile çarpılması ve ardından gerekli frekans aralığının seçilmesiyle gerçekleştirilir. Bu, pratik frekans dönüştürücü devrelerinin oluşturulmasının temelini oluşturan iki şekilde yapılabilir:
1. İki voltajın toplamı (faydalı sinyal ve yerel osilatör sinyali), daha sonra akım spektrumunun gerekli bileşenlerinin seçilmesiyle doğrusal olmayan bir elemana uygulanır. Doğrusal olmayan elemanlar olarak diyotlar, transistörler ve doğrusal olmayan özelliklere sahip diğer elemanlar kullanılır.
2. Yerel osilatörün voltajı, karıştırıcının herhangi bir parametresini değiştirmek için kullanılır (transistörün I–V karakteristiğinin eğimi, devrenin reaktif parametresi). Böyle bir karıştırıcının girişine uygulanan faydalı sinyal, karşılık gelen spektrum zenginleştirmesi ile dönüştürülür.
Frekans dönüştürme işleminin ana özelliklerini netleştirmek için bazı frekans dönüştürücü devrelerini düşünün.
fakat. Diyotlarda frekans dönüştürücüler
Bir diyot üzerindeki tek devreli bir frekans dönüştürücünün şeması, Şek. 8.42.
Pirinç. 8.42. Diyot üzerinde tek döngülü frekans dönüştürücü
Dönüştürücünün girişinde iki sinyal alınır:
taşıyıcı frekansı örneğin daha düşük frekanslar bölgesine aktarılması gereken modüle edilmiş dar bant sinyali;
sabit genlik, frekans ve başlangıç fazlı yerel osilatör sinyali.
Böylece doğrusal olmayan elemana bir voltaj uygulanır.
Diyotun I–V özelliklerini ikinci dereceden bir polinomla tahmin ediyoruz.
Daha sonra diyot akımı aşağıdaki gibi temsil edilebilir:
Yalnızca , , , içeren terimler , , ve frekansları ile diyot akım spektrumundaki bileşenlere karşılık gelir. Bu nedenle, frekans dönüşümü açısından hiçbir ilgileri yoktur. Son terim birincil öneme sahiptir. Dönüştürülen frekanslara sahip bileşenlerin mevcut spektrumundaki varlığını gösteren budur ve:
Frekans bileşeni, sinyal spektrumunun düşük frekans bölgesine ve frekans bileşeninin yüksek frekans bölgesine kaymasına karşılık gelir.
Gerekli frekansa sahip çıkış voltajı, dönüştürücünün çıkışında uygun frekansa ayarlanmış bir filtre (salınım devresi) kullanılarak oluşturulur. Filtre yedi bileşenden birini seçmelidir. Filtrenin fark (ara) frekansa ayarlandığını varsayarsak, dönüştürücünün çıkışındaki voltajı şuna eşit olarak alırız:
veya için, frekans ayarı , ve , çok küçüktür. Bu durumda, sinyal veya yerel osilatör frekanslarına sahip bileşenler, seçici sistem tarafından filtrelenmeyecektir. Akustik frekans aralığında frekans dönüştürme problemini çözerken de bu sistemi kullanmak istenmez. Bu durumda, gereksiz bileşenlerin kendi kendini imha etmesini (telafisini) sağlayan dengeli şemaların kullanılması tavsiye edilir. Şek. 8.43, a ve şek. 8.43,b, bu tür dönüştürücülerin diyotlar üzerindeki diyagramlarını göstermektedir.
Pirinç. 8.43. Dengeli frekans dönüştürücüler
Şek. 8.43 ve çıkış voltajı
için ifade elde edilirken, devrelerin diyotlarına antifazda sinyal voltajı uygulandığı ve lokal osilatör voltajının fazda olduğu dikkate alınır.
Formül (8.5) için ve ifadeleri yerine koyarak, şunu elde ederiz:
Bundan, dengeli dönüştürücünün çıkışında şek. 8.43,a 0, , , 'ye eşit frekanslara sahip hiçbir bileşen yoktur, bu da gerekli frekansın çıkış sinyalini elde etme probleminin çözümünü basitleştirir. Bununla birlikte, sinyali gerekli frekansta filtrelemek için böyle bir dönüştürücünün çıkışına bir seçim sistemi bağlamak da gereklidir.
Denge dönüştürücü şek. 8.43, b, iki dengeli dönüştürücüyü birleştiren bir devredir. Farklı dallardaki diyotlar, farklı fazlarda sinyal ve yerel osilatör voltajları ile beslenir. Böyle bir dönüştürücünün çalışması aşağıdaki formüllerle açıklanmaktadır:
, , ve için ifadeleri formül (8.6) ile değiştirerek, şunu elde ederiz:
Dönüştürücünün çıkışında şek. 8.44,b sinyal frekansına sahip bileşen yoktur (0, , , frekanslarına sahip bileşenler de yoktur). Böyle bir dönüştürücünün çıkışındaki filtre iki bileşenden birini seçmelidir.
B. Transistör frekans dönüştürücüler
Transistör tabanlı frekans dönüştürücüler, radyo mühendisliği sistemlerinin alıcı kanallarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, karıştırıcı ve yerel osilatörün işlevlerinin birleştirildiği dönüştürücü devreleri ve dışarıdan sağlanan yerel bir osilatör sinyaline sahip dönüştürücü devreleri ayırt edilir. Son sınıf dönüştürücüler tarafından daha kararlı çalışma sağlanır.
Transistörlerin açılma şekline göre şunları ayırt ederler:
1. Devreye göre ortak bir yayıcıya ve ortak bir tabana sahip devreye göre bir transistör içeren dönüştürücüler.
Ortak yayıcı dönüştürücüler daha yaygın olarak kullanılır çünkü daha iyi gürültü özelliklerine ve daha yüksek voltaj kazancına sahiptir. Yerel osilatör voltajı, baz devresine veya emiter devresine uygulanabilir. İlk durumda, daha yüksek bir kazanç elde edilir, ikinci durumda, daha iyi kazanç kararlılığı ve sinyal ve heterodin devreleri arasında iyi bir ayrıştırma elde edilir.
2. Transistörlerin kademeli anahtarlamalı amplifikatörlerdeki dönüştürücüler.
3. Diferansiyel yükselteç üzerindeki dönüştürücüler.
4. Alan etkili transistörlerdeki dönüştürücüler (bir ve iki kapılı).
Son üç dönüştürücü grubunun ana özellikleri ve özellikleri, inşa edildikleri amplifikatörlerin özelliklerine göre belirlenir.
Şek. 8.44, düzlemsel transistörlerdeki frekans dönüştürücülerin şemalarını gösterir.
Şek. 8.44 ve sinyal voltajı, transistörün temel devresine, yerel osilatör voltajı ise emitöre verilir. Kollektör devresindeki devre bir ara frekansa ayarlanmıştır. Direnç ve amplifikatörün gerekli çalışma modunu (çalışma noktasının konumu), direnç ve kapasitans - çalışma noktasının konumunun termal stabilizasyonu. Frekans dönüşümü, yükseltme aşamasının transfer katsayısının (transistörün I-V karakteristiği) yerel osilatör sinyalinin frekansı değiştirilerek gerçekleştirilir.
Pirinç. 8.44. Düzlemsel transistörlerde frekans dönüştürücü şemaları
Şekil l'de gösterilen transistörlü frekans dönüştürücü. 8.44, b, diferansiyel yükselteç kullanılarak oluşturulmuştur. Girişine dönüştürülmüş bir sinyal uygulanır ve kararlı akım üretecinin transistörünün tabanına yerel bir osilatör sinyali uygulanır. Bu tür dönüştürücülerin kazanç ve gürültü rakamı, güçlendirme aşamasının karşılık gelen katsayılarına yaklaşık olarak eşittir.
Alan etkili transistörlerdeki frekans dönüştürücülerin şemaları, Şek. 8.45, a - birleşik yerel osilatörlü bir devre ve şek. 8.45, b - iki yalıtımlı kapısı olan bir alan etkili transistör kullanan bir devre.
Pirinç. 8.45. Alan etkili transistörlerde frekans dönüştürücü şemaları
Şek. 8.45 ve formda bir kapısı olan bir alan etkili transistör pn-geçiş aynı anda hem karıştırıcı hem de yerel osilatör görevi görür. Sinyal, transistörün kapısına gönderilir. Heterodin devresinin bir kısmından gelen yerel osilatör voltajı, transistörün kaynak devresine beslenir. Gerekli transistör modu, otomatik bir öngerilim devresi kullanılarak uygun çalışma noktası seçimi ile sağlanır. Kapı devresindeki direnç, kapı üzerinde biriken yüklerin boşalmasını sağlar. Dönüştürücünün yükü, boşaltma akımının gerekli kombinasyon frekansına ayarlanmış bir bant geçiren filtredir. Alan etkili transistörün giriş ve çıkış dirençleri oldukça büyük olduğundan, kapıya giriş devresi ve drenaja bant geçiren filtre devresi tamamen bağlanır.
İki yalıtımlı kapılı alan etkili bir transistör üzerindeki bir transistör frekans dönüştürücü devresinde (Şekil 8.45, b), her iki kapı da kontrol elektrotları olarak kullanılır. Esasen, transistör iki voltajın toplamının etkisi altında çalışır. Voltaj, birinci kapıya uygulanan dönüştürülmüş sinyal tarafından üretilir ve voltaj, ikinci kapıya uygulanan yerel osilatör sinyali tarafından üretilir. Fark frekansına ayarlanmış bir salınım devresi, transistörün tahliyesine bağlanır. Bu devrenin avantajı, dönüştürülmüş sinyal besleme devresi ile yerel osilatör sinyal devresi arasındaki ihmal edilebilir kapasitif bağlantıdır. Böyle bir bağlantının varlığında, yerel osilatör salınım frekansı, sinyal tarafından yakalanabilir. Bu durumda, yerel osilatör sinyalinin frekansı dönüştürülen sinyalin frekansına eşit olur ve bunun sonucunda frekans dönüşümü olmaz.
Frekans dönüşümü parametrik devreler kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Bu tür devrelerde, yerel osilatör voltajı, değeri heterodin voltajı yasasına göre değişen doğrusal olmayan bir kapasitansa (varikap) uygulanır.
ÇÖZÜM
Radyo mühendisliğinin mevcut durumu, sinyal işleme yöntemlerinin ve araçlarının yoğun gelişimi, dijital ve bilgi teknolojilerinin başarılarının yaygın kullanımı ile karakterizedir. Aynı zamanda, modern radyo mühendisliği ve bilgi sistemlerinin analiz ve sentezi problemlerini çözme yöntemlerinin temelini oluşturan genel radyo mühendisliği teorisinin temel parçalarının değişkenliğini mutlaklaştırmak imkansızdır. Nasıl ki çeşitli matematiksel aksiyomlardaki bilgi ve serbest yönelim, kişinin yeni sonuçlara ve sonuçlara varmasına izin veriyorsa, sinyal modelleme alanındaki temel kavramlar, yöntemleri ve bunların işlenmesinin teknik araçları hakkında bilgi, yeni, hatta yenileri anlamayı kolaylaştırır. ilk bakışta, çok karmaşık teknolojiler. Bir araştırmacı veya tasarımcı, yalnızca bu tür bilgilerle, iyi bilinen "know-how" ilkesinin (Nasıl olduğunu biliyorum) pratik etkinliğine güvenebilir.
Doğrudan "deterministik" radyo mühendisliği ile ilgili birçok konu bu kitabın kapsamı dışında kaldı. Her şeyden önce, bunlar sinyal üretimi, ayrık ve dijital filtreleme, analiz yöntemleri ve parametrik ve optoelektronik cihazların yapımı konularıdır. Özel dikkat ve ayrı tartışma, çözümü rastgele sinyalleri ve bunların dönüşümlerini analiz etme yöntemleri, algılama ve ölçümleri sırasında optimal sinyal işlemenin klasik problemlerini çözme yöntemleri alanında geniş bir bakış açısı olmadan düşünülemez olan istatistiksel radyo mühendisliği problemlerini hak ediyor. .
Gelecekte, en son teorik ve pratik sonuçlar dikkate alınarak, bu sorunların dikkate alınmasına yönelik bir ders kitabının yayınlanması planlanmaktadır.
EDEBİYAT
1. Gonorovsky, I. S. Radyo mühendisliği devreleri ve sinyalleri: üniversiteler için bir ders kitabı. - M.: Radyo ve iletişim, 1986.
2. Baskakov, S. I. Radyo mühendisliği devreleri ve sinyalleri: üniversiteler için bir ders kitabı. - M.: Daha yüksek. okul, 2000.
3. Radyo mühendisliği devreleri ve sinyalleri / D.V. Vasiliev, M.R. Vitol, Yu.N. Gorshenkov ve diğerleri; / Ed. A.K.Samoylo - M. Radyo ve iletişim, 1990.
4. Nefedov V.I. Radyo elektroniği ve iletişimin temelleri: Üniversiteler için ders kitabı. - M.: Daha yüksek. okul, 2002.
5. Sergienko A.B. Dijital sinyal işleme. - St.Petersburg: 2003.
6. Ivanov M.T., Sergienko A.B., Ushakov V.N. Radyo mühendisliğinin teorik temelleri. Proc. üniversiteler için ödenek. - M.: Daha yüksek. okul, 2002.
7. Manaev E.I. Radyo elektroniğinin temelleri. - M.: Radyo ve iletişim, 1990.
8. Bystrov Yu.A., Mironenko I.G. Elektronik devreler ve cihazlar. - M.: Daha yüksek. okul, 1989.
9. Kayackas A.A. Radyo elektroniğinin temelleri. - M:. Daha yüksek okul, 1988.
10. Bronstein I.N., Semendyaev K.A. VTUZ mühendisleri ve öğrencileri için matematik el kitabı. – M.: Bilim. Kafa. ed. Fizik-Matematik Edebiyat, 1986.
11. Levin B.R. İstatistiksel Radyo Mühendisliğinin Teorik Temelleri. - M.: Radyo ve iletişim, 1989.
12. Gusev V.G., Gusev Yu.M. Elektronik. M.: Daha yüksek. okul, 1991.
8.8.1. Frekans dönüştürme ilkesi
Sinyal frekans dönüşümü, frekans ekseninde sinyal spektrumunun yapısını değiştirmeden lineer olarak aktarılmasını sağlayan bir işlemdir. Bu durumda sinyal zarfı ve başlangıç fazı değişmez. Başka bir deyişle, frekans dönüşümü, modüle edilmiş salınımların genlik, frekans veya faz yasasını bozmaz.
Tanımdan da anlaşılacağı gibi, frekans dönüşümüne spektrumun yeni bileşenlerinin ortaya çıkması eşlik eder, yani. sinyal spektrumu zenginleşmesine yol açar. Bu nedenle, böyle bir işlem yalnızca, dönüştürülen sinyalin yardımcı harmonik salınım ile çarpılmasını ve ardından gerekli frekans aralığının seçilmesini sağlayan doğrusal olmayan veya parametrik cihazların kullanımıyla gerçekleştirilebilir.
Gerçekten de, çarpanın girişine iki sinyal uygulanırsa:
uin(T) = sen(T)cos[ω0 T+ ϕ( T)]
Ve sen G ( T) = sen g cos(ωg T+ ϕg),
daha sonra çıktıda toplam ve fark frekanslarının sinyalini alırız:
dışarı(T) = KÜ(T)sen g cos[ω0 T+ ϕ( T)]cos(ωg T+ ϕg) =
= KÜ(T)sen g(cos[(ω
+ωg) T+ϕ( T) +ϕг]+ çünkü[(ω0
-ωg) T+ϕ( T) -ϕg]),
nerede Kçarpanın transfer katsayısıdır.
Örneğin fark frekansına ayarlanmış çıkış filtresi, fark (ara) frekansının bileşenini seçecektir. Böyle doğrusal olmayan bir cihaza denir karıştırıcı ve harmonik salınımın kaynağı - yerel osilatör.
Frekans dönüştürücünün blok şeması, Şek. 8.41.
Pirinç. 8.41. Frekans dönüştürücünün yapısal şeması
Süperheterodin alıcılarda bir ara frekans sinyali elde etmek için frekans dönüşümü kullanılır. ara maddenin değeri
herhangi bir zorluk olmadan elde edilebilecek şekilde olmalıdır
alıcının yüksek seçiciliği ile yüksek kazanç. yayıncıda
uzun, orta ve kısa dalga alıcıları
kHz ve alımda
frekans modülasyon çentikleri (metre dalga aralığında) –
Radar alıcılarında sinyal frekans dönüşümü de kullanılır
istasyonlar, ölçüm teknolojisinde (spektrum analizörleri, jeneratörler, vb.).
8.8.2. Frekans dönüştürücü devreleri
Yukarıda bahsedildiği gibi, frekans dönüştürme işlemi, dönüştürülen sinyalin bir yardımcı harmonik salınım ile çarpılması ve ardından gerekli frekans aralığının seçilmesiyle gerçekleştirilir. Bu, frekans dönüştürücülerin pratik devrelerinin oluşturulmasının temelini oluşturan iki şekilde yapılabilir:
1. İki voltajın toplamı (kullanışlı bir sinyal ve bir yerel osilatör sinyali), daha sonra akım spektrumunun gerekli bileşenlerinin seçimi ile doğrusal olmayan bir elemana uygulanır. Doğrusal olmayan elemanlar olarak diyotlar, transistörler ve doğrusal olmayan özelliklere sahip diğer elemanlar kullanılır.
2. Mikserin herhangi bir parametresini (transistör akım-voltaj karakteristiği, devre reaktif parametresi) değiştirmek için lokal osilatör voltajı kullanılır. Böyle bir karıştırıcının girişine uygulanan faydalı bir sinyal, karşılık gelen spektrum zenginleştirmesi ile dönüştürülür.
Frekans dönüştürme işleminin ana özelliklerini netleştirmek için bazı frekans dönüştürücü devrelerini düşünün.
fakat. Diyotlarda frekans dönüştürücüler
Bir diyot üzerindeki tek devreli bir frekans dönüştürücünün şeması, Şek. 8.42.
Pirinç. 8.42. Diyot üzerinde tek döngülü frekans dönüştürücü
Dönüştürücünün girişinde iki sinyal alınır:
modüle edilmiş dar bant sinyali
uin(T) = sen(T)cos[ω0 T+ϕ( T)], taşıyıcı
frekansı, örneğin, daha düşük bölgeye aktarılması gereken
yerel osilatör sinyali
sen G ( T) = sen g cos(ωg T+ ϕg)
sabit genlikli, frekanslı
ve başlangıç aşaması.
Böylece doğrusal olmayan elemana bir voltaj uygulanır.
u(t)= uin(T) + sen G( T) = sen(T)cos[ω0 T+ϕ( T)] +sen g cos(ωg T+ϕg).
Diyotun I–V özelliklerini ikinci dereceden bir polinomla tahmin ediyoruz.
i= a 0 + a 1sen+ a 2sen.
Daha sonra diyot akımı aşağıdaki gibi temsil edilebilir:
i(T) = a 0 + a 1uin(T) + a 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) + 2a 2uin(T)sen G( T) .
Yalnızca içeren terimler
|
|
), karşılık gelen
ω0, ωg frekanslarına sahip diyot akım spektrumuna yerleştirme,
Sonuç olarak, frekans dönüşümü açısından hiçbir ilgileri yoktur. Son terim birincil öneme sahiptir. Dönüştürülen frekanslara sahip bileşenlerin mevcut spektrumundaki varlığını gösteren budur.
2a 2uin(T)sen G( T) = 2a 2sen(T)cos[ω0 T+ ϕ( T)]sen g cos(ωg T+ ϕg) =
= à 2sen(T)senã çünkü[(ω0 + ωã) T+ϕ( T) +ϕã ] + à 2sen(T)senã cos[(ω0 − ωã) T+ϕ( T) −ϕã ] .
Frekanslı bileşen ω n
sinyal spektrumunun kaymasına karşılık gelir.
düşük frekans bölgesi ve frekanslı bileşen ω içinde
yüksek frekanslar.
- bölgeye
Gerekli frekansa sahip çıkış voltajı, dönüştürücünün çıkışında uygun frekansa ayarlanmış bir filtre (salınım devresi) kullanılarak oluşturulur. Filtre yedi bileşenden birini seçmelidir. Filtrenin fark (ara) frekansına ayarlandığını varsayarsak
= ω0 − ωg, dönüştürücünün çıkışındaki voltajı şuna eşit olarak elde ederiz:
uwu(T) = i(T)r 0
= à 2sen(T)senã r 0 çünkü[(ω0 − ωã) T+ ϕ( T) - ϕã ] . (8.4)
sen(T)
(8.4) ifadesinde ön-
kombinasyon frekanslı terimler önemliydi. bağla-
frekans oluşumuna genellikle yararlı sinyalin bir amplifikasyonu eşlik eder, bu nedenle
mu genellikle gözlenen orandır sen G
>>sen(T).
ω0'da >> ωg
frekans ayarı ω0 + ωg, ω0 − ωg
çok küçük. Bu durumda, sinyal veya yerel osilatörün frekanslarına sahip bileşenler,
seçim sistemine göre elenecektir. Akustik frekans aralığında frekans dönüştürme problemini çözerken de bu sistemi kullanmak istenmez. Bu durumda, gereksiz bileşenlerin kendi kendini tasfiyesini (tazminatını) sağlayan denge şemalarının kullanılması tavsiye edilir. Şek. 8.43, a ve şek. 8.43b, bu tür diyot dönüştürücülerin şemalarını göstermektedir.
Pirinç. 8.43. Dengeli frekans dönüştürücüler
Şek. 8.43 ve çıkış voltajı
dışarı(T) = sen 1(T) − sen 2 (T) = [i 1(T) − i 2 (T)]r, (8.5)
i 1(T) = a 0 + a 1uin(T) + a 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) + 2a 2uin(T)sen G( T).
i 2 (T) = a 0 − a 1uin(T) + a 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) − 2a 2uin(T)sen G( T).
için bir ifade alırken i 2(T)
sinyal voltajının uygulandığı dikkate alınır.
antifazdaki devrelerin diyotlarına ve yerel osilatör voltajı fazdadır.
ifadeleri yerine koyma i 1 (T)
Ve i 2 (T)
(8.5) formülüne, elde ederiz
dışarı(T) =r.
dışarı(T) = {2a 1sen(T)cos[ω0 T+ϕ( T)] + 2a 2sen(T)sen g cos[(ω0 +ωg) T+ϕ( T) + ϕg]+
2a 2sen(T)sen g cos[(ω0
- ωg) T+ ϕ( T) - ϕg ]) r.
Bundan, dengeli dönüştürücünün çıkışında şek. 8.43, ancak eksik
0, ωg'ye eşit frekanslara sahip bileşenler,
2ωg, yeniden
gerekli frekansın çıkış sinyalini elde etme probleminin çözümü. Bununla birlikte, sinyali gerekli frekansta filtrelemek için böyle bir dönüştürücünün çıkışına bir seçim sistemi bağlamak da gereklidir.
Denge dönüştürücü şek. 8.43, b birleştiren bir diyagramdır
iki dengeli dönüştürücünün bağlanması. Farklı dalların diyotları beslenir
farklı fazlı sinyal voltajı ve yerel osilatör. Böyle bir işin
geliştirici aşağıdaki formüllerle açıklanmıştır:
dışarı(T) = sen 1(T) − sen 2 (T) + sen 3(T) − sen 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 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) + 2a 2uin(T)sen G( T);
i 2 (T) = a 0 − a 1uin(T) + a 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) − 2a 2uin(T)sen G( T);
i 3(T) = a 0 − a 1uin(T) − a 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) + 2a 2uin(T)sen G( T);
i 4 (T) = a 0 + a 1uin(T) − a 1sen G( T) + a 2uin(T) + a 2sen G ( T) − 2a 2uin(T)sen G( T).
ifadeleri yerine koyma i 1 (T) , i 2 (T) , i 3 (T)
Ve i 4 (T)
(8.6) formülüne, elde ederiz
dışarı(T) =8a 2uin(T)sen G( T)r.
dışarı(T) = {4a 2sen(T)sen g cos[(ω0 +ωg) T+ϕ( T) +ϕg]+
4a 2sen(T)sen g cos[(ω0 − ωg) T+ ϕ( T) - ϕg ]) r.
Dönüştürücünün çıkışında şek. 8.44, b frekanslı bileşen yok
bu sinyal ω0
(0, ωg frekanslı bileşenler,
ayrıca yok-
| |
ikisinin döşenmesi.
B. Transistör frekans dönüştürücüler
Transistör tabanlı frekans dönüştürücüler, radyo mühendisliği sistemlerinin alıcı kanallarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, karıştırıcı ve yerel osilatörün işlevlerinin birleştirildiği dönüştürücü devreleri ve dışarıdan sağlanan yerel bir osilatör sinyaline sahip dönüştürücü devreleri ayırt edilir. Son sınıf dönüştürücüler tarafından daha kararlı çalışma sağlanır.
Transistörlerin açılma şekline göre şunları ayırt ederler:
1. Ortak bir yayıcıya sahip bir şemaya göre bir transistör içeren dönüştürücüler
rom ve şemaya göre ortak bir tabana sahip.
Ortak yayıcı dönüştürücüler daha yaygın olarak kullanılır çünkü daha iyi gürültü özelliklerine ve daha yüksek voltaj kazancına sahiptir. Yerel osilatör voltajı, baz devresine veya emiter devresine uygulanabilir. İlk durumda, ikincisinde daha büyük bir kazanç elde edilir.
durum - kazancın daha iyi kararlılığı ve iyi ayrıştırma
Sinyal ve heterodin devrelerini bekliyorum.
2. Transistörlerin kademeli anahtarlamalı amplifikatörlerdeki dönüştürücüler.
3. Diferansiyel yükselteç üzerindeki dönüştürücüler.
4. Alan etkili transistörlerdeki dönüştürücüler (bir ve iki kapılı). Son üç dönüştürücü grubunun ana özellikleri ve özellikleri, inşa edildikleri amplifikatörlerin özelliklerine göre belirlenir. Şek. 8.44 düzlemde frekans dönüştürücülerin diyagramlarını gösterir
transistörler.
yerel osilatör voltajı - vericiye. Manifold devresindeki devre şu şekilde ayarlanmıştır:
orta düzey frekans. direnç
r 1 ve r 2
gerekli olanı sağlamak
amplifikatör çalışma modu (çalışma noktası konumu), direnç
Tekrar ve ye-
kemik CE
- çalışma noktasının konumunun termal stabilizasyonu. Dönüşüm saati-
toty, yerel osilatör sinyal katsayısının frekansındaki değişiklik nedeniyle gerçekleştirilir
yükseltme aşamasının transfer katsayısı (transistörün I–V karakteristiğinin eğimi).
Pirinç. 8.44. Düzlemsel transistörlerde frekans dönüştürücü şemaları
Şekil l'de gösterilen transistörlü frekans dönüştürücü. 8.44, b, sonra-
diferansiyel yükselteç kullanılarak yapılmıştır. onun girişi
dönüştürülmüş sinyal ve transistörün tabanına VT 3
kararlı akım üreteci
yerel osilatör sinyali uygulanır. Bu tür dönüştürücülerin kazanç ve gürültü faktörü, güçlendirme aşamasının karşılık gelen katsayılarına yaklaşık olarak eşittir.
Alan etkili transistörlerdeki frekans dönüştürücülerin şemaları, Şek. 8.45, a - birleşik yerel osilatörlü bir devre ve şek. 8.45, b - iki yalıtımlı kapıya sahip alan etkili bir transistör kullanan devre.
Pirinç. 8.45. Alan etkili transistörlerde frekans dönüştürücü şemaları
Şek. 8.45 ve formda bir kapısı olan bir alan etkili transistör pn-geçiş yapıldı-
aynı anda hem mikser hem de yerel osilatör rolünü üstlenir. sinyal
uin(T)
gider
transistör kapısı. düşük voltaj
sen G( T)
heterodin bağının bir parçası
L G C G
transistörün kaynak devresine uygulanır. Gerekli toplu taşıma modu
depolama, işletim noktasının uygun seçimi ile sağlanır.
otomatik öngerilim devreleri
r 2C 2. direnç
r 1 kapı devresinde sağlar
Kapıda biriken hiçbir ücret akışı yok. Dönüştürücünün yükü, boşaltma akımının gerekli kombinasyon frekansına ayarlanmış bir bant geçiren filtredir. Alan etkili bir transistörün giriş ve çıkış dirençleri oldukça büyük olduğundan, kapıya giriş devresi ve drenaja bant geçiren filtre devresi tamamen bağlanır.
İki yalıtımlı kapılı alan etkili bir transistör üzerindeki bir transistör frekans dönüştürücü devresinde (Şekil 8.45, b), her iki kapı da kontrol elektrotları olarak kullanılır. Esasen, transistör altında çalışır
iki voltajın toplamı ile. Gerilim
uin(T)
dönüştürülür-
ilk kapıya uygulanan sinyalim ve voltaj
sen G( T)
- bir işaret
ikinci kapıya uygulanan yerel osilatör. Fark frekansına ayarlanmış bir salınım devresi, transistörün tahliyesine bağlanır. Bu devrenin avantajı, dönüştürülen sinyalin sinyal besleme devresi ile yerel osilatör sinyal devresi arasındaki ihmal edilebilir kapasitif bağlantıdır. Böyle bir bağlantının varlığında, sinyalin yerel osilatörün salınım frekansını yakalaması mümkündür. Bu durumda, yerel osilatör sinyalinin frekansı dönüştürülen sinyalin frekansına eşit olur ve bunun sonucunda frekans dönüşümü olmaz.
Frekans dönüşümü parametrik devreler kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Bu tür devrelerde, yerel osilatör voltajı, değeri heterodin voltajı yasasına göre değişen doğrusal olmayan bir kapasitansa (varikap) uygulanır.
| |
Radyo mühendisliğinin mevcut durumu, sinyal işleme yöntemlerinin ve araçlarının yoğun gelişimi, dijital ve bilgi teknolojilerinin başarılarının yaygın kullanımı ile karakterizedir. Aynı zamanda, modern radyo mühendisliği ve bilgi sistemlerinin analiz ve sentezi problemlerini çözme yöntemlerinin temelini oluşturan genel radyo mühendisliği teorisinin temel parçalarının değişkenliğini mutlaklaştırmak imkansızdır. Nasıl ki çeşitli matematiksel aksiyomlardaki bilgi ve serbest yönelim yeni sonuçlara ve sonuçlara varmayı mümkün kılıyorsa, sinyal modelleme alanındaki temel kavramların, yöntemlerin ve bunların işlenmesinin teknik araçlarının bilgisi yenilerini anlamayı kolaylaştırır. , ilk bakışta bile çok karmaşık teknolojiler. Bir araştırmacı veya tasarımcı, yalnızca bu tür bilgilerle, iyi bilinen "know-how" ilkesinin (Nasıl olduğunu biliyorum) pratik etkinliğine güvenebilir.
Doğrudan "deterministik" radyo mühendisliği ile ilgili birçok soru bu kitabın kapsamı dışında kaldı. Her şeyden önce, bunlar sinyal üretimi, ayrık ve dijital filtreleme, analiz yöntemleri ve parametrik ve optoelektronik cihazların yapımı konularıdır. Özel dikkat ve ayrı tartışma, çözümü, rastgele sinyalleri ve bunların dönüşümlerini analiz etme yöntemleri alanında geniş bir bakış açısı olmadan düşünülemez olan istatistiksel radyo mühendisliği problemlerini, algılamaları sırasında sinyallerin optimal işlenmesinin klasik problemlerini çözme yöntemlerini ve ölçüm.
Gelecekte, yeni teorik ve pratik sonuçlar dikkate alınarak, bu sorunların dikkate alınmasına yönelik bir ders kitabının yayınlanması planlanmaktadır.
İş bitimi -
Bu konu şunlara aittir:
Radyo mühendisliğinin teorik temelleri
Eğitim kurumu.. Belarus Devlet Bilişim ve Radyoelektronik Üniversitesi.. Radyo Mühendisliği Cihazları Bölümü..
Bu konuyla ilgili ek materyale ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, çalışma veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:
Alınan malzeme ile ne yapacağız:
Bu materyalin sizin için yararlı olduğu ortaya çıktıysa, sosyal ağlarda sayfanıza kaydedebilirsiniz:
| cıvıldamak |
Bu bölümdeki tüm konular:
Radyo mühendisliği ve bilgisayar bilimi
Modern toplum için en önemli sorun, bilgi teknolojisinin insan faaliyetinin tüm alanlarında kullanılmasıdır. Önem ve alaka açısından
diyoinformatik
Herhangi bir sistemin çalışmasının bilgi yönü, belirli bir malzeme bilgi taşıyıcısının kullanımını içerir. Bazı parametrelerin bir fonksiyonu olan ve kullanılan fiziksel bir süreç
verici cihaz
Gönderici cihaz, iletilen mesajı dönüştürür ve antenler kullanarak onu boş alana iletmeye uygun bir forma getirir. Bu amaçla, bileşimin
alıcı cihaz
Alıcı anten tarafından alınan yüksek frekanslı radyo sinyalleri, alıcı cihaza beslenir. Alıcı cihaz, alınan yüksek frekanslı sinyalin karşılık gelen dönüşümlerini gerçekleştirir.
Algılama ve optimal sinyal işleme sorunları
Radar alımının ana görevlerinden biri algılama sorunudur. Bu problemin özü, alınan salınımın yansıyan bir sinyal içerip içermediğini belirlemektir. Sorun istatistiksel
Optimizasyon ve adaptasyon sorunları
Optimizasyon ve adaptasyon sorunları, RTS'nin tasarımı ve işletimi sırasında çözülür. Optimizasyon sırasında, RTS'nin belirli bir anlamda en iyi fonksiyonel ve algoritmik yapısı, temel alınarak sentezlenir.
Sinyallerin matematiksel modelleri
Sinyallerin teorik çalışma ve analiz nesnesi olması için matematiksel modellerine sahip olmak gerekir. Bir sinyalin matematiksel modeli, sinyalin biçimselleştirilmiş temsilidir.
delta işlevi
Delta işlevi (δ-fonksiyonu, Dirac işlevi), sonsuz bir genliğe ve sıfır d'ye sahip, gerçekten var olmayan bir sinyalin matematiksel bir modelidir.
Tek atlama işlevi
τ → 0τ Birim atlama fonksiyonu (Ağırlık fonksiyonu), keskin (anlık) bir geçiş sürecini tanımlar φ
Sinyal Özellikleri
∆t = t2 − t1 aralığında bulunan bir sinyal için aşağıdaki özellikler en önemlileridir:
Sinyal Teorisinde Geometrik Yöntemler
Küme teorisinde, boş olmayan bir küme olarak anlaşılan gerçek bir vektör uzayı kavramı vardır V , elemanları için tanımı
Bazı sinyallerin spektrumlarının belirlenmesi
3.4.1. Çan şeklindeki (Gauss) darbenin spektrumu Formun bir fonksiyonu ile tanımlanan bir sinyal
Sinyallerin korelasyon analizi
3.5.1. Genel hükümler Optimal sinyal işlemenin birçok problemini çözerken, dereceyi belirlemeye ihtiyaç vardır.
Çapraz korelasyon fonksiyonunun özellikleri
1. R12 (τ) ve R 21(τ) değerleri, sinyal gecikmesi yerine s2 (t) veya
Örnekleme teoremi ile sinyallerin ayrıklaştırılması ve restorasyonu
(Kotelnikov teoremi) 3.6.1. Kotelnikov teoremi Şu anda dijital
Eşit zaman aralıklarını kesin
∆t ≤1 2 f m . Teoremin geçerliliği, spektrumu s(t) sinyalinin
Seri katsayılarının belirlenmesi
Ck katsayılarının değeri, Ck = ∞ formülü kullanılarak belirlenir.
AM radyo sinyalleri
4.2.1. Genlik modülasyonlu sinyaller Genlik modülasyonu (AM; İngilizce terim - amplitüd modülasyonu)
Açı modülasyonlu radyo sinyalleri
4.3.1. Açı modülasyonu hakkında genel bilgiler
Darbe modülasyonu
4.4.1. Darbe modülasyonu türleri
Dar bant sinyalleri
4.5.1. Dar bant sinyalleri hakkında genel bilgiler Radyo sinyalleri çeşitli bilgi iletim sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Lineer devrelerin temel özellikleri
5.2.1. Frekans alanı özellikleri Sinyallerin spektral gösterimi, sinyallerin
Devreleri farklılaştırma ve entegre etme
Şek. 5.1,a, zaman sabiti τ = RC olan bir seri RC devresi şeklinde lineer bir dört kutuplu devreyi gösterir.
Alçak geçiş filtresi
Birçok radyo mühendisliği cihazında (doğrultucular, dedektörler, vb.) Alçak geçiren bir filtre olarak, Şek. 5.3, bir. Cha
Paralel salınım devresi
Paralel salınım devresi, L endüktansı ve C kapasitansının paralel bağlanmasıyla oluşturulan frekans seçici bir devredir. Ak-
amplifikatörler
Amplifikatörler, şekillerini korurken sinyallerin gücünü artırmak için kullanılır. Amplifikatörlerin çalışma prensibi, güç kaynağının enerjisinin enerjiye dönüştürülmesine dayanır.
Düşük frekans bölgesi
Düşük frekans bölgesinde, kapasitans direnci xc =1 ωC değerine kıyasla büyük önem taşımaktadır.
Yüksek frekans bölgesi
Yüksek frekanslar bölgesinde kapasitans dirençleri, düşük ve orta frekanslar bölgesindeki değerlerine göre azalmaktadır. Bu nedenle, kapasitansların şönt hareketi
olumlu geribildirim
ϕ(ω) + ϕβ (ω) = 2kπ koşulu altında sağlanır, burada k bir tam sayıdır, yani. ana devrenin girişinde bir sinyal alındığında
olumsuz geribildirim
ϕ(ω)+ϕβ (ω) = (2k +1)π koşulu altında sağlanır, yani. aksine ana devrenin girişinde bir geri besleme sinyali alındığında
Reaktif ve karmaşık geri bildirim
Reaktif geri besleme, ϕ(ω) + ϕβ (ω) = 2kπ + π koşulu altında kurulur.
Sorunun formülasyonu
Herhangi bir radyo devresinin analizi, giriş sinyali ile çıkışta üretilen sinyal arasındaki ilişkiyi kurmaya indirgenir. Genel olarak, radyo mühendisliği
Lineer Devreleri Analiz Etmek İçin Doğru Yöntemler
6.2.1. Klasik yöntem Klasik yöntem, doğrusal bir diferansiyel denklemin formülasyonu ve çözümüne dayanır.
Periyodik bir sinyalin lineer bir devreden geçişi
Periyodik bir sinyalin spektrumu, sinyalin karmaşık formu ∞ 1 T 2 olan bir Fourier serisine genişletilmesiyle belirlenir.
Periyodik olmayan bir sinyalin lineer bir devreden geçişi
Periyodik olmayan bir sinyalin (spektral yoğunluk) spektrumu, doğrudan Fourier dönüşümü ∞ S(jω) = ∫ hesaplanarak belirlenir.
Doğrusal devrelerin analizi için yaklaşık yöntemler
6.3.1. Yaklaşık spektral yöntem Etkiliyse yaklaşık spektral yöntem kullanılır.
Yöntemin özü
Dar bantlı bir devreden frekans modülasyonlu bir sinyalin geçişini düşünün. Çıkış sinyali, sabit bir frekans değeri ω(t) için belirlenir.
Seçici bir devreden genlik modülasyonlu bir sinyalin geçişi
Girişine ton modülasyonlu bir AM sinyali geldiğinde rezonans yükseltici tarafından üretilen sinyali tanımlayalım. Frekans yanıtı res
Doğrusal olmayan devrelerin özellikleri ve özellikleri
Çoğu radyo mühendisliği cihazı tasarlanırken, kullanışlı sinyal spektrumunu dönüştürmek gerekli hale gelir. Bunlar, aşağıdakileri içeren cihazları içerir:
Doğrusal Olmayan Elemanların Özelliklerinin Yaklaşım Yöntemleri
Genellikle deneysel çalışmalarla belirlenen gerçek doğrusal olmayan elemanların özellikleri karmaşık bir forma sahiptir ve tablo veya grafik şeklinde sunulur. aynı zamanda.d
Doğrusal Olmayan Devre Analiz Yöntemleri
Doğrusal olmayan devrelerin aşağıdaki analiz yöntemleri kullanılır: 1. Analitik. Her durumda parça almasına izin ver-
Doğrusal olmayan devre analizi probleminin genel çözümü
Ataletsiz, doğrusal olmayan bir cihazda meydana gelen, özellikleri Şekil 'de gösterilen süreçleri ele alalım. 7.2. Cihazın girişi bir harmonik alır.
Karakteristik bir güç yasası yaklaşımı ile doğrusal olmayan bir devrede akım spektrumunun belirlenmesi
7.5.1. Girişteki harmonik sinyal Doğrusal olmayan bir elemanın karakteristiğinin çalışma bölümünün şu şekilde tanımlandığını varsayalım.
Karakteristiğin parçalı doğrusal yaklaşımı ile doğrusal olmayan bir devrede akım spektrumunun belirlenmesi
Doğrusal olmayan bir eleman büyük bir genliğe sahip bir sinyale maruz kaldığında ve çalışma noktası akım-gerilim karakteristiğinin alt kıvrımında seçildiğinde, aşağıdakilerin uygulanması tavsiye edilir:
Sinyallerin doğrusal olmayan rezonans amplifikasyonu
Amplifikatör, bir güç kaynağının enerjisini sinyal enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Dönüşüm, giriş sinyali tarafından kontrol edilir
frekans çarpımı
İletişim sistemlerinin iletme ve alma yollarında ve ayrıca bazı ölçüm cihazlarında, harmonik salınımın doğrusal olmayan dönüşümü yaygın olarak kullanılır, bunun sonucu olarak
genlik modülasyonu
8.3.1. Genlik modülasyonu hakkında genel bilgi Genlik modülasyonu, bir genlik modülasyonu oluşturma işlemidir.
Genlik algılama
8.4.1. Algılama hakkında genel bilgi Algılama (demodülasyon), yüksek frekansa dönüştürme işlemidir.
salınım düzeltme
8.5.1. Redresörler hakkında genel bilgiler Radyo mühendisliği cihazları, enerjinin, akışın varlığında işlevlerini yerine getirir.
açı modülasyonu
8.6.1. Açı modülasyonlu sinyallerin elde edilmesi için genel ilkeler Açı modülasyonlu radyo sinyalleri şu şekildedir:
Açısal Modülasyon Sinyal Algılama
8.7.1. Açı modülasyonlu sinyallerin algılanması için genel ilkeler Açı modülasyonlu radyo sinyalleri forma sahiptir