Почему дальность действия РПУ связана с выходной мощностью передатчика?  

Почему дальность действия РПУ связана с выходной мощностью передатчика?

Перечислите основные признаки классификации радиопередающих устройств (РПУ).

По назначению: связные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радионавигационные, телеметрические.

По мощности: очень малой (Р 3 Вт), малой (3-100 Вт) и средней (0,1-10 кВт) мощности, а также мощные (до 1000 кВт) и сверхмощные (св. 1000 кВт).

По роду работ (вид излучения) телеграфные, телефонные, однополосные, импульсные …

По виду модуляции различают Р. у., работающие в непрерывном режиме с амплитудной, частотной, фазовой модуляцией или их сочетаниями, и импульсные Р. у. с разл. видами модуляции параметров радиоимпульсов - амплитудно-импульсной, широтно-импульсной, кодоимпульсной и др..

По типу активных элементов, используемых для формирования радиосигналов в разл. диапазонах рабочих частот и мощностей, различают Р. у. транзисторные, ламповые, клистронные, магнетронные, на лампах бегущей волны или обратной волны, лазерные и т. д.

По способу транспортировки: стационарные и подвижные (переносимые, самолетные, корабельные, автомобильные).

- по эксплуатационным требованиям : расширение температурного диапазона, повышение вибростойкости, ударостойкости

Каковы две основные функции, выполняемые РПУ?

Радиопередающее устройство выполняет следующие функции:

- создает колебания высокой частоты (носитель полезной информации), которые получаются в результате преобразования энергии источников постоянного тока в энергию тока высокой частоты. Этот процесс называется генерацией, а устройство, в котором создается ток высокой частоты, - генератором.

- осуществляется управление высокочастотными колебаниями.

Необходимость в управлении высокочастотными колебаниями возникает в любой из радиолиний, все многообразие которых может быть приведено к двум основным разновидностям: связным и радиолокационным.

В связных радиолиниях полезная информация закладывается на их передающих концах путем изменения одного или нескольких параметров высокочастотных колебаний (амплитуды, частоты или фазы) по соответствующему закону. Процесс управления высокочастотными колебаниями называется модуляцией, а устройство, с помощью которого осуществляется данный процесс,- модулятором. В радиолокационных системах полезная информация не закладывается на их передающих концах, а возникает при отражении электромагнитных волн от объектов (целей). Тем не менее и в этой разновидности радиолиний также возникает необходимость в первичной модуляции или манипуляции тока высокой частоты для обеспечения возможности извлечения полезной информации в приемном тракте. Радиопередающее устройство состоит из комплекса аппаратуры, обеспечивающей создание модулированного тока высокой частоты. Применительно к радиолокационной системе передатчик предназначен для формирования зондирующего сигнала, а в общем случае - для формирования радиосигнала в соответствии с требованиями, сформулированными при разработке конкретной радиотехнической системы. Кроме отмеченных выше функций - генерации и модуляции - радиопередающее устройство с помощью антенно-фидерной системы осуществляет канализацию и излучение в нужном направлении модулированного или манипулированного тока высокой частоты в виде электромагнитных волн.



Почему дальность действия РПУ связана с выходной мощностью передатчика?

Дальность связи ограничивается несколькими факторами. Наиболее важным из них является чувствительность приёмника, выходная мощность передатчика и параметры и конструкция антенны.

Параметры любого радиопередающего устройства должны удовлетворять требованиям ГОСТов и рекомендациям МСЭ. Одним из основных параметров передатчика, определяющего во многом дальность действия радиолинии, является его мощность. В зависимости от назначения радиопередатчика его мощность лежит в пределах от долей ватта (передатчики носимых радиостанций) до нескольких тысяч киловатт (современные радиовещательные станции).

Выходная мощность передатчика представляет собой полную мощность модулированного сигнала. Существуют регулирующие ограничения на максимально допустимую излучаемую в эфир мощность.



Выходные усилители мощности Р. у., связанные с антенной непосредственно или через линию связи, обеспечивают заданную излучаемую мощность. Эти усилители строятся по схеме генератора с внеш. возбуждением, и в качестве активных элементов в них используются мощные транзисторы или металлокерамич. электронные лампы (часто с принудит. охлаждением электродов). В диапазоне СВЧ применяются пролётные клистроны и усилительные приборы с распределённым взаимодействием - лампы бегущей волны и лампы обратной волны.

4. В чем недостатки простейшего РПУ, в котором автогенератор нагружен непосредственно на антенну?

5. Каковы функции усилителя мощности в составе РПУ?

6. Каковы функции возбудителя в составе РПУ?

7. Почему от современных РПУ требуется высокая стабильность частоты несущей?

8. Почему от современных РПУ требуется возможно меньший уровень побочных излучений?

9. Перечислите требования, предъявляемые к усилителям мощности РПУ.

10. Перечислите варианты построения РПУ в том случае, когда один активный элемент не в состоянии обеспечить заданную мощность в нагрузке.

11. В каких случаях применяют сложение мощностей нескольких выходных каскадов в пространстве?

12. Перечислите типы активных элементов, применяемых в усилителях мощности РПУ.

По типу используемых активных элементов усилители делятся на ламповые; транзисторные; диодные; параметрические; СВЧ-усилители, работающие с помощью специальных СВЧ-приборов и др.

13. Изобразите функциональную схему каскада усилителя мощности.

14. Каковы функции активного элемента в составе усилителя мощности?

15. Каково назначение цепей смещения в каскаде усилителя мощности?

В интегральных усилителях для смещения рабочих точек транзисторов используют источники тока. Такие источники реализуют на основе отражателей тока. Преимущество таких цепей смещения заключается в том, что отражатели тока имеют большее внутреннее сопротивление и при этом занимают меньшую площадь, чем резисторы большого номинала. Один отражатель тока может формировать токи смещения нескольких каскадов усиления.

16. Каково назначение согласующих цепей в каскаде усилителя мощности?

СУ обеспечивает трансформацию выходного сопротивления передатчика в сопротивление антенны. Использовать СУ с ламповым усилителем мощности, имеющим П-контур со всеми тремя плавно перестраиваемыми элементами, нерационально, так как П-контур обеспечивает согласование в широком диапазоне выходных сопротивлений. Только в случаях, когда элементы П-контура исключат подстройку, использование СУ приносит пользу.
В любом случае СУ заметно снижает уровень гармоник, и его использование как фильтра вполне оправдано.
При наличии хороших настроенных резонансных антенн и хорошего РА нет необходимости использовать согласующее устройство. Но когда и антенна одна работает на нескольких диапазонах, и РА не всегда выдает то что надо, использование СУ дает хорошие результаты.

17. Перечислите основные параметры каскада усилителя мощности.

Коэффициенты передачи по напряжению, по току и по мощности в полосе пропускания.

.

Часто используют значения коэффициента передачи в децибеллах

.

Полоса пропускания усилителя по уровню половинной мощности ( по амплитуде) 2D f0,7, нижняя и верхняя граничные частоты: fн , fв .

Входное сопротивление – сопротивление между входными зажимами усилителя при подключенной нагрузке.


Выходное сопротивление усилителя – сопротивление между выходными зажимами вместе с известным сопротивлением источника сигнала.


КПД для усилителя мощности.

Важным свойством усилителя является неискаженная передача входного сигнала в нагрузку.

18. Запишите выражения для КПД усилителя мощности.

19. В каком случае при расчете или измерении КПД усилителя мощности нужно учитывать входную мощность?

20. Что такое колебательная мощность в усилителе мощности?

21. Напишите выражение для электронного КПД усилителя мощности.

22. Почему электронный КПД больше КПД по первой гармонике?

23. Почему КПД по первой гармонике больше полного КПД усилителя мощности?

24. Изобразите переходные характеристики биполярного и МДП транзисторов, постройте их кусочно-линейные аппроксимации, обозначьте напряжение отсечки и крутизну.

25. Изобразите выходные характеристики биполярного и МДП транзисторов, обозначьте линии граничных режимов.

26. Напишите аналитическое выражение для переходных характеристик активного элемента в недонапряженном режиме.

27. Напишите аналитическое выражение для переходных характеристик активного элемента в перенапряженном и граничном режимах.

28. Каково условие передачи мощности первой гармоники от активного элемента в нагрузку?

29. Что такое пик-факторы по току и напряжению для активного элемента?

отношение максимального (пикового) значения тока к его среднеквадратичному значению

30. Почему желательно уменьшать значение пик-факторов в усилителе мощности?

Чтобы избежать повреждения системы ввиду превышения допустимых токов напряжений

31. Почему в ключевых режимах работы активного элемента электронной КПД приближается к единице?

32. Почему ключевой режим, при котором формы тока и напряжения на активном элементе имеют вид меандров, сдвинутых один относительно другого на половину периода, непригоден для усилителей мощности РПУ?

33. В чем преимущества ключевого режима, при котором ток (или напряжение) имеют форму меандра, а напряжение (ток) – полусинусоиды?

34. Как инерционность активных элементов сказывается на работе ключевых усилителей мощности?

35. В чем достоинства режимов работы активного элемента с гармоническим напряжением и отсечкой тока коллектора?

36. Укажите, какие углы отсечки соответствуют режимам А, АВ, В, С.

Режим А равен 360Режимы B и AB равен 180° больше 180°, но меньше 360Режим C меньше 180°

37. Изобразите график тока коллектора в режиме С, обозначьте параметры.

38. Что такое коэффициент Берга ai ?

39. Что такое коэффициент Берга bi ?

40. Что такое коэффициент напряженности режима?

41. Как электронный КПД зависит от угла отсечки тока коллектора?

42. Каков теоретический электронный КПД в режиме класса А?

В однотактных транзисторных усилителях мощности КПД обычно равен 20 %

43. Каков теоретический электронный КПД в режиме класса В?

Электронный КПД этого режима достигает 75 %.

44. Почему в режимах с гармоническим напряжением и отсечкой тока электронный КПД равен КПД по первой гармонике?

45. Как колебательная мощность зависит от угла отсечки?

46. Изобразите практическую схему каскада усилителя мощности с отсечкой тока коллектора.

47. Поясните на графиках, почему в перенапряженном режиме форма импульса тока коллектора искажается.

48. Изобразите на графике зависимость амплитуды первой гармоники тока коллектора от сопротивления нагрузки.

49. Изобразите на графике зависимость амплитуды первой гармоники напряжения на коллекторе от сопротивления нагрузки.

50. Изобразите на графиках зависимости мощности первой гармоники, мощности, потребляемой от источника питания и мощности, рассеиваемой в активном элементе, от сопротивления нагрузки.

51. Изобразите на графике зависимость КПД по первой гармонике от сопротивления нагрузки.

52. Что такое граничное сопротивление нагрузки в цепи коллектора?

53. Дайте определение параметру “напряженность режима”.

54. Как по выходным характеристикам можно определить напряженность граничного режима?

55. Изобразите практическую схему каскада усилителя мощности на биполярном транзисторе.

56. В каком случае для расчета каскада усилителя мощности на биполярном транзисторе достаточно статических вольтамперных характеристик?

57. Изобразите эквивалентную схему маломощного биполярного транзистора на низких частотах.

58. Изобразите входную цепь каскада усилителя мощности на мощном биполярном транзисторе, поясните причины отличий от схемы маломощного каскада.

59. В каком случае включение биполярного транзистора по схеме с общей базой имеет преимущества перед схемой с общим эмиттером?

60. Напишите выражение для тока стока МДП транзистора в зависимости от напряжения затвор-исток.

61. Изобразите параллельную цепь питания каскада усилителя мощности.

62. Изобразите последовательную цепь питания каскада усилителя мощности.

63. Изобразите последовательную цепь фиксированного смещения.

64. Изобразите параллельную цепь фиксированного смещения.

65. Изобразите последовательную схему автоматического смещения.

66. Изобразите параллельную схему автоматического смещения.

67. В каком случае автоматическое смещение применять нельзя?

68. Изобразите схему комбинированного смещения.

69. Изобразите Г-образную согласующую цепь для преобразования большего сопротивления нагрузки к меньшему сопротивлению источника.

70. Изобразите Г-образную согласующую цепь для преобразования меньшего сопротивления нагрузки к большему сопротивлению источника.

71. Изобразите инвертирующие согласующие цепи.

72. Запишите условие сохранения узкополосной согласующей цепью фильтрующих свойств.

73. Перечислите виды согласующих цепей широкополосных усилителей мощности.

74. Изобразите эквивалентную схему трансформатора с магнитной связью между обмотками, укажите элементы, ограничивающие полосу частот снизу и сверху.

75. Поясните принцип действия трансформатора-линии, приведите пример конструкции.

76. С какой целью активные элементы в усилителе мощности включают параллельно? Какие условия необходимы для эффективности такого включения?

77. Изобразите обобщенную схему двухтактного каскада усилителя мощности, поясните принцип действия временными диаграммами.

78. В чем преимущества двухтактного каскада перед параллельным соединением двух активных элементов?

79. Поясните принцип сложения мощностей в мостовом устройстве.

80. Изобразите схему устройства сложения мощностей на трансформаторах-линиях.

81. Каковы назначение и принцип действия каскада усилителя мощности – умножителя частоты?

82. В чем преимущества мягкого режима самовозбуждения колебаний в автогенераторе?

83. Перечислите рекомендации к проектированию стабильных автогенераторов.

84. Изобразите схему транзисторного автогенератора с индуктивной связью.

85. Изобразите схему транзисторного автогенератора с емкостной связью (емкостную трехточку).

86. Изобразите схему трансформаторного автогенератора с автотрансформаторной связью (индуктивную трехточку).

87. Напишите условие существования стационарного режима колебаний в автогенераторе.

88. Напишите условие самовозбуждения колебаний в автогенераторе.

89. Изобразите эквивалентную схему кварцевого резонатора и зависимость реактивной составляющей его проводимости от частоты.

90. Приведите пример схемы автогенератора на транзисторе с кварцевой стабилизацией частоты.

91. Изобразите схему электронной перестройки колебательного контура на варикапе.

92. Изобразите временные диаграммы и спектр АМ колебаний.

93. Изобразите статическую модуляционную характеристику амплитудного модулятора.

94. Изобразите амплитудную и частотную динамические модуляционные характеристики амплитудного модулятора.

95. Изобразите спектры однополосной амплитудной модуляции.

96. Запишите выражение для мгновенного напряжения сигнала, модулированного по частоте.

97. Что такое девиация частоты при частотной модуляции?

98. Что такое индекс частотной модуляции?

Индекс частотной модуляции — отношение девиации частоты к частоте модулирующего сигнала

99. Что такое индекс фазовой модуляции?

Величина, равная девиации фазы модулированного радиосигнала при гармоническом модулирующем сигнале

100. Изобразите на графике зависимости девиации частоты и индекса частотной модуляции от модулирующей частоты.

101. Изобразите на графике зависимости девиации частоты и индекса фазовой модуляции от модулирующей частоты.

102. Какова ширина спектра ЧМ сигнала в зависимости от индекса модуляции?

Ширина спектра модулированного сигнала равна двойной девиации частоты и не зависит от частоты модулирующего сигнала. Радиосистемы с угловой модуляцией по сравнению с системами с АМ наиболее эффективно используют мощность передатчика, т. к. практически вся энергия передатчика сосредоточена в полезном сигнале. Выбором индекса модуляции можно практически исключить из спектра составляющую с частотой несущего колебания


9569060013509495.html
9569112462304812.html

9569060013509495.html
9569112462304812.html
    PR.RU™