Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Радиотехнические сигналы и цепи»
2 чел. помогло. | скачать Министерство образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет – УПИ АНАЛИЗ ПРОХОЖДЕНИЯ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЧЕРЕЗ ТИПОВЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Радиотехнические сигналы и цепи» Для студентов очной формы обучения специальностей 2008 – Проектирование и технология радиоэлектронных средств и 2007 – Радиотехника Екатеринбург – 2001 УДК 621.372.061 Составитель М.П. Трухин Научный редактор доцент, к.т.н. А.С. Лучинин АНАЛИЗ ПРОХОЖДЕНИЯ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЧЕПЕЗ ТИПОВЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ: Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Радиотехнические сигналы и цепи» / М.П. Трухин. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2001, 48 с. Описывается методика выполнения расчётов и моделирования типовых радиотехнических звеньев: линейного и нелинейного резонансных усилителей, амплитудного модулятора и детектора амплитудно-модулированных колебаний. Приводятся варианты заданий курсовой работы, требования к структуре, содержанию и оформлению расчётно-пояснительной записки. Библ.6 назв. Рис.50. Табл.2. Прил.3 Подготовлено кафедрой теоретических основ радиотехники ã Уральский государственный технический университет, 2001. ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ
^ ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Модели усилительных элементов ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Аппроксимация вольт-амперных характеристик радиоэлементов ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Основные приемы использования пакета PSpice при моделировании радиотехнических устройств ВведениеВажнейшей задачей радиотехники была и остаётся качественная передача первичных сигналов на большие расстояния. Хотя со времени открытия А.С. Поповым способа передачи по радиоканалу аппаратурная реализация изменилась неузнаваемо, основные элементы радиоканала – передатчик, приёмник и среда распространения – по прежнему выполняют те же функции, что и в приёмо-передатчиках конца XIX века. Используемые в радиотехнике способы передачи сигналов основаны на том, что низкочастотные колебания, содержащие исходное сообщение, с помощью специальных устройств управляют параметрами мощного несущего колебания, мгновенная частота которого находится в радиодиапазоне. Такое преобразование называется модуляцией и выполняется на передающей стороне. Излучённый антенной передатчика модулированный сигнал в виде электромагнитных волн распространяется на большие расстояния и наводит в антенне приёмного устройства сигнал, уровень которого довольно мал. После частотного выделения (фильтрации) и усиления принятый сигнал демодулируется. Этот процесс называется детектированием, операцией обратной по отношению к модуляции. На выходе приёмного устройства появляется колебание, являющееся масштабной электрической копией исходного сообщения. Приведённые выше преобразования сигналов осуществляются с помощью особых радиотехнических цепей, так называемых радиотехнических звеньев, составляющих радиотехнический тракт передачи сигналов. Целью курсовой работы является детальное ознакомление с функционированием типовых (упрощённых) радиотехнических звеньев, современными методами анализа сигналов и моделирования радиотехнических цепей. При выполнении работы основное внимание должно уделяться взаимодействию сигнала и радиотехнической цепи. Методы анализа такого взаимодействия, изучаемые в теоретической части курса «Радиотехнические цепи и сигналы», дают возможность определить процессы лишь в стационарном, устоявшемся виде. Описание переходных процессов в нелинейном резонансном усилителе или амплитудном детекторе находится, как правило, за пределами курса. Существующие пакеты и системы моделирования восполняют этот пробел, предоставляя очень гибкий и достаточно простой инструмент для наглядного представления электрических процессов в радиотехнической цепи. Каждый студент получает от преподавателя свой вид модулирующего колебания, проводит его спектральный анализ, определяет требования к частотной характеристике радиоканала при амплитудной модуляции. Во второй части курсовой работы студент выполняет анализ прохождения амплитудно-модулированных колебаний через четыре типовых радиотехнических звена, выбирая (рассчитывая) параметры их элементов в соответствии с требованиями к радиоканалу. Моделирование выполняется с помощью пакета PSpice, основные приёмы использования которого приведены в Приложении 3. В третьей части работы студент оформляет результаты анализа сигналов и цепей в виде пояснительной записки согласно требованиям, изложенным в п.3.3, а также в методических указаниях [4, 5]. Курсовая работа сдаётся преподавателю в форме защиты – доказательства правильности результатов – на зачётной неделе перед экзаменационной сессией. ^ Исходное сообщение для передачи представляется в виде низкочастотного электрического сигнала. Математическая модель такого (исходного) сигнала – временная зависимость s(t). В нашем случае это – вещественная одномерная детерминированная функция времени. Формы подобных исходных сигналов представлены в п. 3.1 в виде непериодических импульсов. ^ Предположим, что для исследования задан прямоугольный импульс длительностью t и амплитудой U0 (рис.1).     s(t) UoР   ис.1. Исходный сигнал t Аналитическое выражение для такого сигнала имеет вид:  Uo=1 В, =20 мкс. Энергия этого сигнала равна  Мгновенная мощность (на единичном сопротивлении)  т.е. 1 Вт на интервале от 0 до 20 мкс.Спектральная плотность исследуемого непериодического сигнала определяется прямым преобразованием Фурье:  Модуль спектральной плотности – амплитудный спектр – изображён на рис.2. Согласно этому рисунку амплитудный спектр исходного сигнала имеет ширину (по первому нулю) Dw = 100103p рад/с Þ 50 кГц и максимальную плотность |S|MAX = 210-5Вс = 20 мкВ/Гц. Энергия сигнала в пределах первого «лепестка» составляет 90.2% от энергии всего сигнала, т.е. W1 = 1810-6 дж = 18 мкдж. Доля энергии по второму нулю равна 95%, или W2 = 19 мкдж. Принимаем за ширину спектра исходного сигнала частоту второго нуля, т.е. DwS @ 200103p рад/с (Пs = 100 кГц). Произведение «длительность сигнала» * «щирина спектра сигнала» имеет значение 
|
отлично
2 