Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Параметрывидео- и радиоимпульсов. Использование принципа накопления энергии в импульсных модуляторах. Схемы, принцип работы и основы расчёта импульсных модуляторов с ёмкостным накопителем энергии (полный и частичный разряды ёмкостногонакопителя энергии) и с эквивалентами длинных линий. Коммутаторные устройства. Магнитные импульсные модуляторы. Принципиальные схемы импульсныхмодуляторов.………………………………………………………………………………….347374389408417437452470497Заключение ………………………………………………………………………………...517Рекомендуемая литература для дополнительного чтения ……………………………...518521МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИНОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТГ.А. ДегтярьУСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВУчебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям200700 Радиотехника, 201500 Бытовая радиоэлектронная аппаратура,201600 Радиоэлектронные системы, 201700 Средства радиоэлектронной борьбы,071500 Радиофизика и электрониканаправления подготовки дипломированного специалиста 654200 РадиотехникаНовосибирск, 2003Настоящий учебник написан в виде лекций по основным вопросам, связанным с генерированием и формированием электрических сигналов в основном для целей радиосвязи и радиовещания, входящим в программу курса «Устройства генерирования и формирования сигналов» и подобным курсам, составляющим основу подготовки специалистов радиотехнического профиля.Изложенный в лекциях материал даёт основы по соответствующей дисциплине ипозволяет студенту, усвоившему материал лекций, успешно расширять свои знания в области указанной дисциплины и изучать другие родственные дисциплины.Необходимость подготовки настоящей работы обусловлена возрастающей тенденцией увеличения объёма самостоятельной работы студента в процессе обучения и сокращением объёма лекционных занятий.
Представленные лекции облегчат студенту самостоятельное изучение дисциплины, чему также должны способствовать вопросы для самоконтроля знаний в конце каждой лекции. Некоторые из вопросов требуют от студента самостоятельного анализа отдельных положений, которые глубоко не затронуты в лекции всилу её ограниченного объёма. В заголовке каждой лекции выделяются основные положения, рассматриваемые в ней, что облегчит студенту отыскание интересующего его материала, в том числе и при повторном обращении.Представленный материал основывается на лекциях, читаемых автором студентамсоответствующих специальностей факультета радиотехники, электроники и физики Новосибирского государственного технического университета (НГТУ). Однако его не стоитрассматривать, как обязательно прочитываемую лекцию, так как фактическое число лекций может отличаться от представленного по разным причинам.
Кроме того, фактическаялекция может базироваться на материале нескольких представленных лекций. Полнотаизложения затрагиваемых в лекциях вопросов ориентирована, в первую очередь, на студентов, обучающихся по специальности 200700 – радиотехника направления подготовкидипломированного специалиста 654200 – радиотехника и перекрывает требования государственного образовательного стандарта к минимуму содержания дисциплины по другим специальностям указанного направления.Все критические высказывания, замечания и советы по настоящей работе будут сблагодарностью приняты автором на кафедре радиоприёмных и радиопередающихустройств НГТУ.© Новосибирский государственныйтехнический университет, 2003 г.2ВВЕДЕНИЕВ представляемых лекциях обсуждаются основные вопросы, связанные с генерированием, то есть созданием, высокочастотных электрических колебаний напряжения и токаи управлением этими колебаниями информационным сигналом. Для генерирования высокочастотных электрических сигналов и управления ими используют специальные устройства, называемые устройствами генерирования и формирования сигналов (УГФС).
Вырабатываемые УГФС сигналы чаще всего преобразуются в радиосигналы, то есть в электромагнитные колебания, распространяющиеся в окружающем пространстве. Используютсярадиосигналы для передачи информационных сообщений, обнаружения и распознаванияматериальных объектов или указания их местоположения. Технически радиосигналы получают путём преобразования электрических колебаний тока и напряжения в электромагнитные волны.
Указанное преобразование осуществляется с помощью излучающихустройств – антенн.Из курса электродинамики известно, что электрические колебания тока и напряжения тем эффективнее преобразуются в электромагнитные волны, чем выше скорость ихизменения, то есть чем выше частота колебаний. Чем высокочастотнее электрические колебания, тем меньше оказываются размеры излучателя для эффективного преобразованияколебаний в электромагнитную волну. Использование высоких частот позволяет такжесоздать практически неограниченное число источников радиосигналов различного назначения без взаимных помех.В курсе «Устройства генерирования и формирования сигналов» изучаются УГФС,позволяющие создать электрические колебания тока и напряжения с нужными характеристиками, а вопросы преобразования этих колебаний в радиосигналы, то есть в электромагнитные волны, рассматриваются в курсе антенн.Наиболее широко УГФС используются для целей радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиолокации, радионавигации, радиоуправления, входя в состав радиопередающих устройств соответствующего назначения.
УГФС применяются также в радиоизмерительных приборах и установках.Родственные УГФС устройства используются в промышленности, например, длявысокочастотного нагрева металлов, сушки изделий из дерева, пластмасс и их покрытий,обработки пищевых продуктов; в медицине, например, для прогревания органов тела,проведения хирургических операций и в других областях.В УГФС осуществляется преобразование электрической энергии источников питания, обычно постоянного тока (напряжения), в энергию высокочастотных электрическихколебаний, управляемых (модулируемых) информационным сигналом.
В частном случаеуправляющий сигнал может отсутствовать.В самом общем виде структурная схема УГФС может быть представлена рис. В.1.АнтеннаИсточник высокочастотных электрических колебаний(генератор)ИсточникипитанияУстройство управления (модулятор)Выход к нагрузкеУправляющий(информационный)сигналРис.
В.13Высокочастотный электрический сигнал, вырабатываемый УГФС, характеризуетсятакими основными параметрами, как: 1) мощность (в нагрузке); 2) частота (значение частоты при отсутствии управляющего сигнала); 3) нестабильность частоты (абсолютнаяили относительная). Эти и другие характеристики сигналов УГФС рассматриваются влекциях.В радиотехнике сегодня применяются УГФС с мощностью от долей ватта (Вт) донескольких мегаватт (МВт) с рабочими частотами от сотен килогерц (кГц) до десятков гигагерц (ГГц).
Существуют также генераторы электрических колебаний, преобразуемых вэлектромагнитные волны, и на более низкие частоты, вплоть до единиц герц (Гц), а такжена частоты в сотни гигагерц.Выше отмечалось, что одной из основных областей применения УГФС являются радиопередающие устройства, которые, имея, как правило, большую мощность, создают взоне своего расположения электромагнитные поля большой интенсивности, что неблагоприятно для биологических объектов, включая человека.
Вообще любой высокочастотныйгенератор электрических колебаний вблизи себя имеет электромагнитное поле той илииной интенсивности, что требует защиты от него обслуживающего персонала. Таким образом, использование генераторных устройств создаёт экологические проблемы в добавление к общим проблемам, связанным с созданием и эксплуатацией любого промышленного объекта.
В каждой стране существуют государственные (национальные) стандарты инормы на уровни мощности и допустимые побочные излучения генераторных устройствразличного назначения. На отдельные типы устройств имеются международные рекомендации и ограничения.В случае мощных УГФС, а также при ограниченной мощности источников питания,что характерно для подвижных объектов, например, летательных аппаратов различногоназначения и носимых устройств, важными являются энергетические показатели, в частности, коэффициент полезного действия (КПД) устройства, характеризующий эффективность преобразования энергии источников питания. В современных высокочастотных генераторах достижимы значения КПД до (70…90)% и более. Это означает, что примерно(10…30)% потребляемой от источника питания мощности расходуются «бесполезно».При большой мощности генератора (сотни киловатт – единицы мегаватт) потери составляют существенную величину, определяющую «бесполезные» затраты электрическойэнергии, которая, в свою очередь, также должна быть выработана, что требует своих затрат и т.д.Вырабатываемые УГФС сигналы, помимо упоминавшихся ранее характеристик какмощность, частота, нестабильность частоты, должны обладать и рядом других показателей, в частности, относящихся, например, к модуляции: коэффициент модуляции при амплитудной модуляции, девиация частоты при частотной модуляции, линейность модуляции и другие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
