рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Задачи и содержание курса

Задачи и содержание курса - раздел Связь, Лекция 1 ...

Лекция 1

Введение

Задачи и содержание курса

Среди проблем, стоящих перед современной радиоэлектроникой, одной из основных является повышение эффективности радиотехнических систем и устройств, в первую очередь информационных. В этих системах полезная информация извлекается в процессе обработки принимаемого сигнала.

Основной путь решения проблемы – совершенствование методов обработки.

В зависимости от назначения конкретной системы приходится сталкиваться с различными видами устройств обработки, так же как и с различными видами самих сигналов.

Различают аналоговые сигналы (непрерывные и импульсные), дискретные сигналы и цифровые сигналы.

Соответственно различают аналоговую, дискретную и цифровую обработку сигналов. Возможна комбинация различных видов обработки: аналого-дискретная, аналого-цифровая, дискретно-цифровая.

Следовательно, вид обработки определяется видом входного и выходного сигналов.

В настоящем курсе рассматриваются вопросы теории и техники аналоговой обработки сигналов.

Актуальность курса и, соответственно, вида обработки обусловлена:

1. широким распространением аналоговых сигналов;

2. высоким быстродействием при аналоговой обработке;

3. удобством описания и представления аналоговых сигналов.

 

Полагаем, что на систему (или устройство), описываемую передаточной функцией , воздействует аналоговый сигнал .

Рис. 1

 

На выходе системы (или устройства) имеем выходной аналоговый сигнал , равный

.

Можно выделить следующие основные виды преобразований аналоговых сигналов:

- линейное преобразование (частный случай – усиление;

- частотную селекцию сигналов;

- нелинейную обработку сигналов;

- преобразование аналоговых сигналов в другие виды сигналов.

Полагаем, что на входы воздействует сигнал, имеющий строгое математическое описание: сигнал, с известными характеристиками. Задан или его надо получить.

Совершенствование РЭА основывается во многом на непрерывном улучшении параметров АИС, расширении их номенклатуры.

Однако для достижения лучших технических характеристик современной РЭА в настоящее время недостаточно знать номенклатуру ИС, надо еще уметь выбрать из многих типов микросхем наиболее подходящие для реализации требуемых операций.

Задача курса – изучение элементной базы аналоговых устройств, ее применение.

В настоящее время появились АИС с повышенной степенью интеграции функций на одном кристалле – аналоговые процессоры, таймеры – универсальные элементы при построении различных инфра, низкочастотных устройств.

Основные понятия и определения

- Аналоговые сигналы – курс РЦС

- Аналоговые устройства.

Аналоговые электронные устройства (АЭУ) – это устройства усиления и обработки аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе электронных приборов. К аналоговым относятся сигналы, которые изменяются по тому же закону, что и характеризуемые (описываемые) ими физические процессы. Аналоговые сигналы заданы (известны, могут быть измерены) во все моменты времени. Аналоговый сигнал как функция времени может быть наглядно представлен графиком или осциллограммой. График может содержать точки разрыва, например, иметь форму импульсов.

В отличие от аналогового у дискретного сигнала значения известны не во все моменты времени, а только в некоторые, например, один раз в каждую миллисекунду. Но по форме (а не по содержанию) любой дискретный сигнал является аналоговым. Частным видом дискретного сигнала является цифровой. Он получается, если числовые значения дискретного сигнала выразить группами импульсов, обозначающими соответствующие числа (обычно в двоичной системе счисления, как самой простой для отражения импульсами).

Соответственно все электронные устройства можно разделить на две группы: аналоговые и цифровые. Преимущества аналоговых устройств – сравнительная простота, надежность и быстродействие – обеспечили им самое широкое применение, несмотря на менее высокую точность обработки сигналов.

Построение аналоговых устройств на основе активных электронных приборов позволяет усиливать сигналы. Усилителем электрических колебаний называется такое устройство, которое за счет энергии источника питания формирует новое колебание, являющееся по форме более или менее точной копией заданного усиливаемого колебания, но превосходит его по напряжению, току или мощности. Усиление колебания не обязательно увеличивает его мощность, но создается выходное колебание за счет энергии источника питания. Напряжение последнего в усилителе преобразуется в напряжение заданной формы. Поэтому можно считать, что усилитель является преобразователем формы напряжения.

Совокупность усилителя и источника питания составляет усилительное устройство (рис. 2, а). Главной его частью является усилитель, вследствие чего эти два понятия обычно отождествляют. Ко входным зажимам усилителя
1 – 1' подключают источник усиливаемого колебания (сигнала), который можно представить в виде эквивалентного активного двухполюсника с генератором ЭДС (рис. 2, а) или с генератором тока (рис. 2, б), имеющим внутреннее сопротивление . Оба эти представления равноценны и могут быть преобразованы одно в другое. Однако высокоомный источник сигнала (имеющий , большое по сравнению с входным сопротивлением усилителя) целесообразно представлять схемой с генератором тока, а низкоомный – схемой с генератором ЭДС. Тогда в первом приближении сопротивление , можно не учитывать и эквивалентный активный двухполюсник упрощается до идеальных генераторов тока или ЭДС. Источниками входных сигналов могут быть микрофон, детектор, датчик, диодный фотоприемник, выход предыдущего усилителя и т. д.

а б

Рис. 2

 

К выходным зажимам 2 – 2' подключается нагрузка усилителя, имеющая сопротивление . В качестве нагрузок могут быть громкоговоритель, электронно-лучевая трубка, вход последующего усилителя и т. п.

В усилителе энергия источника питания преобразуется в энергию усиленного колебания с помощью усилительных активных элементов. Если в качестве их применяют электронные приборы, то усилители называются электронными. Для усиления электрических сигналов они имеют почти исключительное применение.

Электронные усилители в современной технике находят самое широкое применение и как самостоятельные устройства, и как составные части более сложных устройств. Их используют в бытовой электронике, звуковом кино, радиолокации, медицине, технике измерений, автоматике и т.д. На их основе строятся почти все другие аналоговые электронные устройства обычно посредством добавления тех или иных цепей обратной связи (ОС).

Классификация аналоговых электронных устройств

Аналоговые электронные устройства можно условно разделить на две большие группы: усилители и устройства, выполненные на их основе.

Усилители являются самыми распространенными электронными устройствами. Их принято классифицировать по нескольким признакам.

По форме усиливаемых сигналов – усилители непрерывных и усилители импульсных сигналов. К первым относятся усилители квазигармонических сигналов, например речевых, музыкальных, которые изменяются во времени сравнительно медленно, так что переходные процессы в усилителе почти не проявляются. Свойства таких усилителей оценивают по качеству передачи гармонического колебания. Усилители импульсных сигналов предназначены для усиления импульсов, например радиолокационных, телевизионных, телеграфных и т. д. Здесь проявляются переходные процессы. Поэтому свойства таких усилителей оценивают по форме переходной характеристики.

По диапазону частот – усилители постоянного тока (УПТ) и усилители переменного тока. Первыми называются такие, которые усиливают колебания с частотами, начиная с нуля герц, т.е. способны усиливать как переменную, так и постоянную составляющую входного сигнала. Усилители, способные усиливать только переменную составляющую, называются усилителями переменного тока. Они усиливают колебания с частотами от нижней граничной частоты до верхней граничной частоты . За пределами этого диапазона частот, ширина которого называется полосой пропуска­ния, усиление падает ниже допустимого уровня. Среди усилителей переменного тока выделяют:

- усилители звуковой частоты, рабочий диапазон которых нахо­дится в пределах 20 Гц ... 20 кГц, причем ;

- усилители радиочастоты, у которых отношение близко к единице, а диапазон частот намного выше звуковых. Эти усилители широко применяют в радиоприемных устройствах (их изучают в соответствующем курсе). В выходные цепи каскадов здесь включаются колебательные контуры, резонансная частота которых . Поэтому они называются также резонансными усилителями. Их полоса пропускания . Остальные усилители в отличие от резонансных иногда называют апериодическими;

- широкополосные усилители (ШУ), у которых , – десятки герц. Сюда относятся усилители видеотракта и телевизионной технике, видеоусилители радиолокационных приемников и т.д.

По типу усилительных элементов – транзисторные, ламповые, диэлектрические, магнитные и на интегральных микросхемах.

По области применения – микрофонные, трансляционные, измерительные, телевизионные, магнитофонные, радиолокационные и т. д. Делят усилители и по функциональному назначению. Так* если главным назначением усилителя является усиление напряжения, то он называется усилителем напряжения. Аналогично определяются усилители тока и усилители мощности.

Кроме рассмотренных основных признаков классификации могут использоваться и другие, например: по типу питания (батарейное, сетевое и т.д.), числу каскадов, конструктивному или техно­логическому исполнению и др.

Устройства на основе усилителей – это в основном преобразователи электрических сигналов и сопротивлений. Первые из них называются также активными устройствами аналоговой обработки сигналов. Их выполняют на базе усилителей либо путем непосредственного применения последних со специальными цепями ОС, либо путем некоторого видоизменения.

Сюда относятся устройства суммирования, вычитания, дифференцирования, интегрирования, логарифмирования, антилогарифмирования, фильтрации, детектирования, перемножения, деления, сравнения и др. Преобразователи сопротивлений также выполняют на основе применения принципа ОС в усилителях. Они могут преобразовывать величину, знак и характер сопротивления. Используют их в некоторых устройствах обработки сигналов. Особый класс составляют всевозможные генераторы и связанные с ними устройства (их изучают в соответствующем курсе).

Рекомендуемая литература

Основная литература

1. Павлов В.П. Схемотехника аналоговых электронных устройств / В.П. Павлов, В.Н. Ногин. М.: Радио и связь, 1997, 2001.

2. Ногин В.Н. Аналоговые электронные устройства / В.Н. Ногин. М.: Радио и связь, 1990.

3. Остапенко Г.С. Усилительные устройства / Г.С. Остапенко. М.: Радио и связь, 1989. 400 с.

4. Свирид В.Л. Микросхемотехника аналоговых электронных устройств / В.Л. Свирид. Мн.: Дизайн ПТО, 1998. 256 с.

5. Ровдо А.А. Схемотехника усилительных каскадов на биполярных транзисторах / А.А. Ровдо. М.: Изд. дом «Додэко-XXI», 2005. 256 с.

6. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств / Г.И. Волович. М.: Изд. дом «Додэко-XXI», 2005. 528 с.

7. Болтаев А.В. Усилительные устройства на интегральных микросхемах / А.В. Болтаев, В.И. Гадзиковский, В.Г. Важенин, А.А. Калмыков, Н.А. Нехонов. Свердловск: УПИ, 1981. 112 с.

8. Проектирование усилительных устройств. Учебное пособие / Под ред. М.В. Терпугова, М.: Высшая школа, 1982. 190 с.

Дополнительная литература

1. Алексенко А.Г. Применение прецизионных аналоговых микросхем / А.Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г.И. Стародуб. М.: Радио и связь, 1985. 255 с.

2. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС / Л. Фолкенберри. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 572с,

3. Якубовский С.В. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: справочное пособие / С.В. Якубовский, Н.А, Барканов, Л.И. Ниссельсон и др. Под ред. С.В.Якубовского. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1990. 432 с.

4. Титце Ч., Полупроводниковая Схемотехника: справочное руководство / Ч. Титце, К. Шенк. Пер.с нем. под ред. А.Г. Алексенко. М.: Мир, 1980. 512 с.

5. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах / B.C. Гутников. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1988. 304 с.

6. Алексеев А.Г. Усилительные устройства. Сборник Задач и упражнений: учеб. пособие для вузов / А.Г. Алексеев. Н.В. Войшвилло, И.А. Трискало. Под ред. Г.В. Войшвилло. М.: Радио и связь, 1986. 160 с.

7. Коломбет Е.А. Применение аналоговых микросхем / Е.А.. Коломбет, К. Юркевич, Я. Зоде. М.: Радио и связь, 1990. 320 с.

8. Матавкин В.В. Быстродействующие операционные усилители / В.В. Матавкин. М.: Радио и связь, 1989. 128 с,

9. Кибакин В.М. Основы теории и расчета транзисторных низкочастотных усилителей мощности / В.М. Кибакин. М.: Радио и связь, 1988. 240 с.

10. Варшавер Б.А. Расчет и проектирование импульсных усилителей / Б.А. Варшавер. М.: Высшая школа, 1975. 288 с.

11. Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы / С. Соклоф. Пер. с англ. М. 1988. 583 с.

12. Бойко В.И. Схемотехника электронных систем. Аналоговые и импульсные устройства / В.И. Бойко, А.Н. Гуржий, В.Я. Жуйков, А.А. Зори, В.М. Спивак. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 496 с.

Методические разработки кафедры

2. Проектирование усилительных устройств с помощью ЭВМ / сост. Ю.А. Атманских, В.Г. Важенин. Свердловск: УПИ, 1987. 38 с. 3. Исследование усилительных каскадов при различных схемах включения… 4. Исследование влияния отрицательной обратной связи на характеристики и параметры усилительного каскада :…

– Конец работы –

Используемые теги: задачи, содержание, курса0.046

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Задачи и содержание курса

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Краткий курс механики в качестве программы и методических указаний по изучению курса Физика Краткий курс механики: Программа и методические указания по изучению курса Физика / С
Федеральное агентство железнодорожного транспорта... Омский государственный университет путей сообщения...

Расчетно-графическое задание состоит из четырех задач. Для задач 1,2,3 имеется два варианта, для задачи 4 – вариант для каждого студента.
На сайте allrefs.net читайте: Расчетно-графическое задание состоит из четырех задач. Для задач 1,2,3 имеется два варианта, для задачи 4 – вариант для каждого студента....

Предмет и задачи курса Основы идеологии белорусского государства. Понятийный аппарат курса Понятие источников идеологии. Источники идеологии белорусского государства
Предмет и задачи курса Основы идеологии белорусского государства Понятийный аппарат курса... Эволюция содержания понятия идеология и его современное значение Теория... Понятие источников идеологии Источники идеологии белорусского государства...

Курс Екологія Курс Екологія Курс Екологія Практична робота № 1
Факультет міжнародних економічних відносин та туристичного бізнесу... Курс Екологія Практична робота...

Задачи и проблемы курса введение в профессию. Задачами курса являются
Цель курса освоение категорий психолог и психология пробуждение и закрепление интереса к выбранной области знаний развитие... Задачи курса обсуждение роли психологии и психологической культуры в... Задачами курса являются...

Организационный этап выполнения курсовой работы 2.1 Примерная тематика курсовой работы . 3 Основной этап выполнения курсовой работы 3.1.1 Назначение и место ученого предмета дисциплины
стр Введение... Введение Реформирование национальной системы высшего образования связанное с введением нового перечня специальностей общегосударственного классификатора...

- содержательная постановка задачи коммивояжёра, транспортной задачи, задачи распределения ресурсов в ТЭС;
На сайте allrefs.net читайте: - содержательная постановка задачи коммивояжёра, транспортной задачи, задачи распределения ресурсов в ТЭС;...

Лекція 1. Вступ до курсу історії України 1. Курс історії України в системі гуманітарних наук. Предмет, мета та завдання курсу. 2. Періодизація історії України
Лекція Вступ до курсу історії України План...

Тема 1. Предмет курса и задачи организации городского хозяйства. Основные цели и задачи городского хозяйства
На сайте allrefs.net читайте: Тема 1. Предмет курса и задачи организации городского хозяйства.. Основные понятия курса....... Основные цели и задачи городского хозяйства.

Социология. Краткий курс Социология. Краткий курс. : ООО Питер Пресс ; Санкт-Петербург; 2007 Социология. Краткий курс Предмет и история социологии Борис Акимович Исаев
Социология Краткий курс... RU http www litru ru bd b Социология Краткий курс ООО Питер Пресс Санкт Петербург...

0.032
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам