Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 2
Текст из файла (страница 2)
'частоты ТТЛ ( Транзисторно-связанная ! логика 1 ультравысокие частоты ~Фазовая аатополстройка 1частоты ФВЧ ! Фи|ьтр верхи>м частот ФД ~ Фазовый детектор ФМ ! Фазовая молуляция ФМн,' Фазовая манипуляция ФНЧ ~ Филыр ннзкиих часгот ЦАП ! Цифроаналоговый ~ преобразователь ЦВС Пифровой вычислительный ~ синтезатор ЧМ ) Частотно-молулироваиный ЧМНФ ~ Частотно, ианипулированиый ! с непрерывной фа 1ой ЧФД ! Частотно-фазовьп~ ! летекгор ШПС ! Широкоповосный сигнал ЭМС ! Электромагнитная ! !совместиьзость ! Двухпазиционная фазовая манипуляция 4ФМ ! Чегырехпозиционная ! фазовая тианипулвцня 4ФМС ! Квалратурная молуляция ! со свингом ЗФМ Восьмипо~идиоиная ~ фазовая манипуляция , Тгапммог-Тгапммог Соя!с : Шгга !.!1ЯЬ Ггеоцепсу .
РЬазе Ьосйей Ьоор ~~ПНГ ~ РЬ1 , НРГ ~Р0 ! ~РМ РЯК СРГ 0АС . НЗЯ1з Разя Г!нм ! РЬазе 0егесгог ~! Рйазс Моде!агзоп ' РЬазе ЯЬ!В Кеу~пл , 1.ою Разя Ггйег ! 01ЯЬЗ1-!о-Апа1ой Сопоепег ! 0!тес! 01ййга1 ! Яупйеюкег ! ! -Ггейцепсу Модо1айоп ! Рйазе'Сопи лоопа ~ Ггейиепсу Я!Ий 1кеу1пя ! ГгеЧиепсу-Рйазе 1 0етесгог ' ЗОГ1бе Ввпг! Я1япа! ~ Е1еспоМайпегге ! СогврайЬ!! Ьу В!вагу РЬазе ЯЬВ1 Кеу1пй' 0ца!еп!Згу РЬазе Я!и й Кеупщ О!Тзег ()вагегпагу РЬвае ЯМВ Кеу1пс 3-Рйаяе Яйй Кеу1пя ~!00Я ! ГМ РСГ МЯК ~ ТУВЯ ! ЕМС , *ВРЯК 1;!РЯК ~ 100РЯК ' КРЯК Аиг О з~и Оизк ! Аюзоззи мсз 7 зззиззлм:т ! изичзиоззииз 0ВТ !0п11КагеецЬ ! Тегп рогато ге Исссснснм .моей дочере Юзсссс Лес ссссссовссос Ро< свой Аннсор Настоящая книга написана как учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210300 «Радиотехника» и выполняющих курсовое и дипломное проектирование по тематике «формирование и обработка радиосигналов СВЧ».
Она является развитием учебного пособия [11, рекомендованного Учебно-методическим обьединением высших учебных заведений России по этому направлению в соответствии с действующим Государственным образовательным стандартом для специальностей, входящих в направление 2!0300 «Радиотехника». Устройства генерирования колебаний и формирования сигналов изучаются студентами всех специальностей этого направления, выполнение курсовых проектов предусмотрено по этой или ряду смежных дисциплин, затрагивающих устройства формирования и обработки радиосигналов СВЧ- и оптического диапазона, тракты их передачи и усиления, радиосистемы на основе сигналов с цифровыми видами модуляции.
Начальные представления, развивающие чатериал, изложенный в [11 по вопросам построения Устройств формирования сигналов СВЧ и оптического диапазонов, могут быль получены из учебного пособия [21, а также из другой специальной литературы. В то же время систематическое изложение современного состояния этой техники и разнообразных узлов и субснстем, являющихся компонентами устройств СВЧ, в учебной литеРатуре отсутствует. Современный этап развития радиоэлектроники характеризуется Разветвленной системой международного разделения труда в разработке и выпуске материалов, компонентов и субсистем электронных Устройств СВЧ и оптического диапазона, быстрым обновлением продуктового ряда в связи с жестокой конкуренцией разработчиков и "Ронзволителей в этой области и информационной революцией в отношении доступа к сведениям об основных параметрах и характеристиках серийных изделий на мировом рынке.
Расширяется зона Радиотехнических применений микроэлектромеханических систем [йн3МС) и нанотехнологии выращивания многофункциональных тверлотельных структур; осваиваются коротковолновая часть санти- ы метрового и миллиметровый диапазоны дзшн волн; повышая!ся пропускная способность волоконно-оптических линий передачи даиньгч заметны революционные достижения в направлении повышения энергетической эффективности и линейности усилителей мощности, стабильности частотно-временных параметров источников опорных колебаний и др.
Миграция научно-технических кадров и развитие новых технологий приводят к углублению различия в уровнях достижений и возможностей между передовыми разработчиками и производителями, с одной стороны, и рядовыми предприятиями, с другой. В силу отмеченных выше особенностей высшее профессиональное образование по радиотехническому направлению сталкивается с исключительными трудностями в связи с обилием вариантов компонентов аппаратуры формирования и обработки СВЧ-сигналов на мировом рынке, быстрым внелрением новых сложных вилов радиосигналов с цифровыми видами модуляции и обновлением достижимых значений технических параметров.
Болыдие проблемы возникают при выполнении курсового и дипломного проектирования из-за отсутствия единого методического подхода к сравнению вариантов создания устройств, использующих разнообразную компонентную базу серийных элементов, недостаточного понимания обучающимися деталей англоязычных технических описаний компонентов и необходилюсти комплексного подхода к проектированию СВЧ-устройства. Процесс обучения молодых специалистов серьезно отстает от потребностей отечественных научно-исследовательских и промышленных предприятий.
Специалистам в области радиотехники становится все труднее следить за развитием науки, понимать новые технические решения. Пособия и материалы, доступные для студентов при выполнении курсового и дипломного проектирования по дисциплинам формирования радиосигналов, в значительной мере устарели и не отражают современного состояния техники. Цель данного пособия — облегчить адаптацию обучающихся к быстро меняющемуся миру радиосигналов с цифровыми вилами модуляции и к открытому мировому рынку электронных компонентов, чтобы сгладить указанные противоречия.
Данное пособие явилось результатом многолетней деятельности автора и его коллег по Институту радиотехники и электроники им. В.А. Кательникова Московского энергетического института (технического университета) в сотрудничестве с рядом предприятий электронной и радиотехнической отрасли по подготовке специалистов в направлении устройств формирования ралносигналов СВЧ- и оптического диапазонов с высокими требованиями к погрешностям. 1г Расположс~щс материала в кщпе а п~веспюй исрс услощю. Авп р крался дать. с одной сгороны, введение в ьпкпообращый мир современных сигналов и элекгронных СВЧ-компонентов с неизбежными ехническими погрешностями, привести определения их основных параметров, а с другой стороны, показать более широкий взгляд на различные аспекты характеристик и свойств сигналов.
цепей, узлов и подсистем современной электроники СВЧ, сравнить известные на мировом рынке продукты, обладающие разными сочетаниями важных свойств. Материал пособия призван не дать полный набор сведений для проектирования таких устройств, а стимулировать и облегчить самостоятельную работу обучающихся при освоении мировых достижений в области радиотехники и электроники СВЧ. Книга содержит четыре главы и приложение. В главе ! рассмотрены общие сведения о современных сигналах цифровых систем разного назначения и изложены структурные схемы устройств формирования высокостабильных опорных колебаний и манипулированных по фазе, частоте и~или амплитуде сигналов. Обширная глава 2 содержит анализ конкретных типов компонентов и узлов устройств формирования и обработки сигналов радиочастотного, микроволнового и оптического диапазонов.
Оставляя в стороне вопросы выбора радиотехнических материалов и технологии монтажа. оказалось необходимым охватить не только активные электронные узлы в их линейных и нелинейных режимах, но и так называемые пассивные (частотные фильтры, аттенюаторы, блокировочные и подстроечные элементы, соединители и др.), которые в диапазоне СВЧ оказывают существенное влияние на характеристики устройства в целом, Для каждого класса компонентов приведены корректные определения технических параметров, которыми характеризуется их качество. Глава 3 содержит минимальные сведения об интегральных микросхемах, представляющих собой субсистемы синтеза стабильных по частоте колебаний. в ряде случаев с модуляцией параметров.
В главе 4 даны примеры структурных схем ряда устройства формирования и обработки СВЧ-сигналов на основе имеющейся на мировом рынке компонентной базы. Каждая глава заканчивается контрольными вопросами, которые могут служить для самопроверки обучающимися понимания изложенного материала. В приложении даны подборка электронных адресов н области интересов основных фирм — — производителей рассмотРенных в книге компонентов. Автор выражает глубокую благодарность Г.П. Беловой и безвременно ушедшей Ю.Л. Роговой за поддержку. бесконечное терпение и "омощь; искреннюю признательность В.Н.
Кочемасову за содействие 13 в выборе направления работы и базь1 данных электронных компонент; О.А. Челнокову и В.И. 1усевскому за помощь в разработке практически значимых задач электроники, устройств формирования и обработки сигналов. Автор с большой благодарностью и признательностью отмечает вклад в создание книги своего учителя М.В. Капралова и коллег по Институту радиотехники и электроники им.
В.А. Котельникова МЭИ (ТУ), а также коллектива кафедры формирования колебаний и сигналов. Пособие предназначено для студентов старших курсов радиотехнических специальностей, слушателей курсов повышения квалификации н разработчиков современной электронной аппаратуры СВЧ- диапазона. Профессор Л.А, Белов Глсвс п8рйсЯ УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ СВЧ-АИАПАЗОНА 1.1. Общие сведения о радиосигналах Под еообигениеи понимается (1) совокупность сведений, подлежаших перечаче. Содержанием сообщения является информация, т.е. те сведения, которые неизвестны получателю до приема сообщения.
Средством передачи сообшения служит сигнал .-- физический процесс (явление), несущий информацию или предназначенный для ее передачи. В сигнале присутствуют несколько компонентов: физический ноетпечь, фариа выражения, интерпретация, правила приписывания смысла. Физическим ноеитечет сигналов могут быть, например, электрические колебания в цепях, электромагнитные или акустические волны в той или иной среде, механические изменения и тд. В радиотехнических систел~ах передачи информации [2 †-5) сигналом выступает обычно функция времени е(г).