Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Поэтому знакомство с основами радиотехники в настоящее время необходимо широкому кругу людей самых различных специальностей. Это знакомство не только полезно, но и увлекательно. 1.б. СРЕДСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОТЕХНИКЕ При всем разнообразии решаемых задач все радиотехничесние устройства строятся в основном из небольшого числа элементов: электронных ламп, полупроводниковых приборов, резисторов, катушек пндуктивностей и конденсаторов. Поэтому при изучении курса ра; диотехники в первую очередь надлежит ознакомиться с особенностями работы этих элементов. При соединении таких элементов образуются узлы, приобретающие качественно новые свойства.

Основным радиотехническим узлом, состоящим из индуктивности и емкости, является колебательный контур, который входит в состав подавляющего большинства генераторов и усилителей, используемых в передатчиках и приемниках. Контур — не изолированная система, он всегда связан с другими цепями, входящими в передатчик или приемник. В результате этой связи могут сущест-. венно измениться свойства колебательной системы. Такие взаимодействующие одна с другой цепи или контуры называются связанными цепями (контурами). Как было видно из рассмотрения структурных схем передатчика и приемника, в радиотехнических целях протекают токи самых различных частот.

Поэтому часто необходимо отфильтровывать токи одних частот от токов других, т. е. токи одних частот пропускать в какую-либо цепь, а токи других частот не пропускать. Эту задачу решают специальные устройства, называемые электрическими фильтрами, которые составляются из резисторов, конденсаторов, катушек, а иногда и из колебательных контуров. В радиотехнических устройствах часто встречаются системы из электрических проводов, по которым энергия высокочастотных колебаний передается от одной части устройства к другой, например от передатчика к антенне или от антенны к приемнику.

Такие системы принято называть фидериыми линиями. К ним предъявляется требование возможно полнее, без потерь, передавать энергию. Когда длина таких линий становится соизмеримой с длиной волны, в их работе проявляется ряд интересных особенностей, что дает возможность использовать их в качестве индуктивностей, емкостей, колебательных контуров, фильтров и т. п. Изучение свойств линий позволяет понять многие явления, происходящие в антеннах, в большинстве случаев образованных системой длинных проводов. В зависимости от их конфигурации, подвески над землей, способа питания антенна обладает теми или иными излучающими свойствами. Необходимость же создания антенн с различными характеристиками определяется разным назначением радиостанций и неодинаковыми условиями распространения, зависящими от рабочего диапазона: одни радиоволны распространяются в пределах прямой видимости, другие — на тысячи километров, третьи способны многократно обходить земной шар.

Знание условий распространения рэдиоволн необходимо для правильного выбора рабочих волн и антенных устройств. В настоящее время в большинстве усилителей, генераторов и других важнейших узлов радиоустройств в качестве основного элемента используются электронные лампы или транзисторы. Их основным свойством является то, что изменение напряжения на одном из электродов влияет в значительно большей степени на ток, протекающий в цепи другого электрода, чем изменение напряжения на последнем. Это дает возможность путем небольших изменений напряжения на первом электроде создавать большие изменения напряжения на втором, т, е.

производить усиление переменных напряжений. С помощью этих же приборов удается осуществлять модуляцию, детектирование и другие преобразования колебаний. В настоящее время существует много типов ламп и полупроводниковых приборов, предназначенных для выполнения,различных функций. Знание особенностей работы электронных ламп транзисторов и колебательных контуров позволяет перейти к изучению работы усилителей и генераторов, в большинство которых они входят как главные составные элементы. Благодаря созданию ламповых и транзисторных генераторов и усилителей возможно построение приемников и передатчиков, в которых лроизводитсп усиление сигналов е миллионы раз.

Из рассмотрения общего принципа построения линии связи можно заключить, что кроме генерирования и усиления колебаний в любом радиоустройстве мы всегда встречаемся с различного рода преобразованиями частоты, амплитуды или фазы колебаний. В современных радиоусмройствах это чаше всего осуществляется также в ламповых схе!! Глава втораа ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 2.1.

СИНРСОИ)ТАЛЬНО ИЗМЕНЯЮЩИЕСЯ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ВЕКТОРНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ 1 = хю э! и аъ г, (2.!) Рис. 2.1. Представление синусоидально изменяющейся вели- чины кап проемции вращающегося вектора мах нли в схемах с применением полупроводниковых приборов. Следует подчеркнут!ь что радиолередаюшие и радиоприемные устройства — не просто сумма отдельных рассмотренных ранее узлов. Как и при образовании контура из катушки и конденсатора или усилителя из контура и лампы, новое устройство приобретает новые качественные особенности. Их необходимо знать, чтобы понять, для чего нужны его отдельные элементы и что представляет собой законченное радиоустройство, спбсобное выполнять самостоятельные задачи.

В радиоустройствах, служашнх для обнаружения самолетов и кораблей, для управления различными агрегатами на расстоянии, в вычислительных машинах и бесконечном множестве других спе- В цепях радиотехнических устройств протекают как постоянные, так к переменные токи. Переменным называют ток, значение и направление которого изменяются во времени. Законы изменения тока во времени могут быть самымн разнообразными. Однако чаще всего приходится иметь дело с переменным током, изменяющимся во времени по синусоидальному закону (его называют также г а р м о н и ч е с к и м): где 1 — мгновенное значение тока; !' — амплитуда, т. е.

максимальное значение тока; ю — круговая (или угловая) частота. циальных приборов, используемых в самых различных отраслях науки и техники, применяются многообразные импульсные схемы, важнейшие из которых будут рассмотрены в этой книге. Знание принципов построения и работы антенн, радиопередающих, радио- приемных и импульсных устройств необходимо для уяснения сущности новых, чрезвычайно важных отраслей радиотехники, таких как телевидение, радиолокация, телеуправление и др. Из этого краткого очерка видно, что радиотехника является стройной и логичной наукой. Все в ней взаимосвязано и вытекает одно из другого.

Поэтому мы рекомендуем читателю прн изучении курса придерживаться последовательности изложения, выдержанной в книге. Любую синусоидально изменяющуюся во времени величину можно представить как проекцию на вертикальную ось некоторого вращающегося вектора (рис. 2.1). За один оборот вектора сипусоидально изменяющаяся величина дважды достигает максимального (амплитудного) значения. Это происходит, когда вектор совпадает с вертикальной осью и его проекция оказывается равной длине вектора. Круговая частота вращения вектора ю является круговой частотой синусоидально изменяющейся величины. Она измеряется углом поворота вектора за секунду (обычно в рад/с).

Угол поворота вектора относительно горизонтальной оси называется ф а з о й. Рис. 2.2. Синусоидальна изменяющаяся величина и закон изменения ее скорости Время полного оборота вектора вокруг своей оси соответствует периоду Т синусоидально изменяющейся величины. Величина, обратная периоду, показывает, сколько оборотов совершает вектор за ! с. Она называется ч а стого й и измеряется в герцах: !' = 1)Т = ю/2п. (2.2) При частоте 1 Гц вектор совершает полный оборот за 1 с.

В том случае, когда в начальный момент времени вращающийся вектор Г находится под углом рю к горизонтальной осн, синусондально изменяющаяся величина имеет нача чьи ую фазу фа Прн этом синусоида с начальной фазой рэ оказывается сдвинутой относительно синусоиды с нулевой начальной фазой в сторону меньших значений времени (штриховая кривая на рис, 2,1), т. е. о п е р е ж а е т ее на угол ра Уравнение такой синусоидально изменяющейся величины имеет вид 1 = (вг з)п (ю 1+ ч е). (2.3) Проекция третьего вектора Г, вращающегося с той же скоростью н расположенного по другую сторону от вектора 1, представляет собой синусондально изменяющуюся величину, о тс тающую от первой на; угол фе (штрихпунктирная к~ривка иа рнс. 2.1). Ее уравнение имеет внд = !ига(п(ю( — те).

(2.3а) Многие величины в радиотехнике пропорциональны скоростям измененпч той или иной синусоидальной величины. Частота, вращающегося вектора 1 представляет собой вектор К, направленный по касательной к окружности, описываемой вектором 1 (рис. 2.2). Лля удаб- ства изобразим вентор К выхадящиаэ из начала координат (это можно сделатгь так как проекция вектора, на вертикальпую ась при этом не изменится).

Легко видеть, что он опережает вектор 1 на 90'. За один период Т конец векторв опишет окружность длиной в 2п1, следовательно, схорость движения конце вентора 1 по окружности 2п о = — 1. Т Величина 2и(Т является угловой скоро. стью вращения вектора 1, поэтому К = к'1. (2.4) Проектируя этот вектор на вертикальную ось, получим скорость изменения синусоидально изменяющейся величины, которая также изменяется синусоидально, опережая изменение самой величины на 90'. Из настроения суммарной кривой двух синусоид, имеющих одинаковую частоту, но разные амплитуды и фазы (рис.

Характеристики

Список файлов книги