Category Archives: Электроника и электротехника

Изучение курса «Электрические и электронные аппараты» является неотъемлемой частью профессиональной подготовки специалистов в области электромеханики и технической физики.
лабораторные работы по этому курсу позволяют более глубоко и
конкретно усвоить теоретический материал, получить практические навыки для выполнения электрических измерений и простейших операций по исследованию тепловых и динамических
явлений в элементах электрических аппаратов.
В издании приведены методические материалы по четырем работам, реализованным на факультете интеллектуальных систем
управления и нанотехнологий:
1) компьютерное моделирование переходных процессов при
включении электромагнита постоянного тока

2) лабораторная работа «нагрев обмоток электрических аппаратов»

3) лабораторная работа «аппараты защиты»

4) лабораторная работа «коммутационные перенапряжения».
содержание и цели лабораторных работ № 2—4 носят традиционный характер [1]. схемотехнические решения и конструкции лабораторных стендов были разработаны и реализованы
автором совместно со студентами кафедры «информационных
технологий в электротехнике и робототехнике». Методы и алгоритмы моделирования переходных процессов и восстановления
осциллографических сигналов разработаны автором.

3

Работа № 1
Моделирование Переходных Процессов
При включения электроМагнита
Постоянного тока

1. Предмет и цель исследования
в работе исследуются электромагнитный и электромеханический переходные процессы, которые происходят при включении
электромагнита постоянного тока (рис. 1.1) в электрической цепи,
представленной на рис. 1.2. исследование выполняется на математической модели, построенной в программной среде Mathcad.
Целью исследования является определение влияния параметров
электромагнита и электрической цепи на быстродействие электромагнитного механизма, то есть на время включения электромагнита.
Рис. 1.1. Схематическое изображение электромагнита

а)

б)

4

Рис. 1.2. Эквивалентная схема цепи питания электромагнита:
а) схема без форсирования; б) схема с форсированием

2. исходные данные для расчета переходных процессов
1. Ход якоря xm = 2,4 мм.
2. индуктивность обмотки электромагнита при начальном зазоре L0= 0,034 гн.
3. сопротивление обмотки электромагнита R = 1,12 ом.
4. напряжение питания E = 12 в.
5. противодействующая сила (не зависит от перемещения якоря) P0= 223 н.
6. ток трогания I0 = 6,9 A.
7. Масса подвижных частей электромагнита m = 0,44 кг.
3. основные соотношения, характеризующие
переходные процессы при включении электромагнита
в качестве обобщенной координаты выберем продольную координату положения якоря    x(t). в  исходном положении якоря,
когда катушка электромагнита обесточена, x(0) = 0.
величина электродинамической силы,

Содержание
Используемые обозначения ………………………………………….    4
1. Практические занятия ……………………………………………    5
Анализ и синтез интерференционных покрытий …………………    5
1.1. Модель для расчета интерференционных покрытий ……….    5
1.2. Рекуррентный метод …………………………………………….    10
1.3. Матричный метод ……………………………………………….    14
1.4. Метод эквивалентных слоев …………………………………..    17
1.5. Просветляющие покрытия …………………………………….    18
1.6. Диэлектрические зеркала ………………………………………    27
1.7. Программа расчета интерференционных покрытий ………..    32
1.8. Контрольные вопросы и задания к практической работе ….    35
2. Лабораторные работы ……………………………………………..    37
Лабораторная работа № 1. …………………………………………..    37
Изготовление интерференционных оптических покрытий ……..    37
2.1.1. Резистивный метод напыления пленок ……………………    37
2.1.2. Задания к лабораторной работе …………………………….    42
Лабораторная работа № 2 ……………………………………………    42
Исследование спектральных характеристик оптических
покрытий …………………………………………………………..    42
2.2.1. Спектральные приборы ………………………………………    42
2.2.2. Исследование оптических характеристик пленок ……….    45
2.2.3. Исследование спектральных характеристик зеркал …….    48
2.2.4. Задания к лабораторной работе …………………………….    50
Лабораторная работа № 3 ……………………………………………    51
Исследование поглощения в оптических элементах …………….    51
2.3.1. Поглощение в материалах проходной оптики и
интерференционных покрытиях ………………………………..    51
2.3.2. Калориметрический метод определения поглощения ……    55
2.3.3. Описание лабораторной работы …………………………….    56
2.3.4. Задания к лабораторной работе …………………………….    60
Лабораторная работа № 4 ……………………………………………    60
Исследование влияния условий осаждения металлических
слоев на характеристики нейтральных фильтров на основе
никеля ………………………………………………………………    60
2.4.1. Спектральные характеристики пленок металлов ………..    60
2.4.2. Содержание работы …………………………………………..    63
2.4.3. Задания к лабораторной работе …………………………….    66
Библиографический список ………………………………………….    68
3

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
R – коэффициент отражения для интенсивности световой волны
r – амплитудный коэффициент отражения
Т – коэффициент пропускания для интенсивности световой вол
ны,
t – амплитудный коэффициент пропускания
А – поглощение
N=n+ik – комплексный показатель преломления
nр – показатель преломления подложки
п0 – показатель преломления воздуха п0=1
nm или ni – показатели преломления пленок
к – коэффициент экстинкции (поглощения), мнимая часть комп
лексного показателя

Содержание
Список используемых сокращений …………………………………  4
Введение …………………………………………………………………
. Этапы проектирования динамических систем ………………… 0
2. Введение в диагностику динамических систем ……………….. 7
2.. Основные понятия и определения …………………………. 7
2.2. Цели и задачи контроля, диагностирования и прогно-
зирования технического состояния электромеханических
систем ……………………………………………………………….. 20
2.3. Классификация технических средств диагностирова-
ния электромеханических систем ………………………………. 2
2.4. Технические требования к средствам диагностирова-
ния электромеханических систем ………………………………. 34
2.. Принципы организации систем технического диагно-
стирования электромеханических систем …………………….. 37
2.6. Принципы реализации систем технического диагно-
стирования  электромеханических систем ……………………. 4
3. Электромеханическая система как объект технического
диагностирования …………………………………………………….. 47
3.. Абстрактная математическая модель и классификация
объектов диагностирования ……………………………………… 47
3.2. Примеры промышленных электромеханических си-
стем как объектов диагностирования ………………………….. 0
3.3. Функциональная и логическая модели систем импуль-
сно-фазового управления тиристорных преобразователей ….
3.4. Диагностические модели силовых схем тиристорных
преобразователей ………………………………………………….. 63
3.. Диагностическая модель тиристорного электропривода
постоянного тока с системой подчиненного регулирования .. 77
3.6. Таблица функций неисправностей объектов диагно-
стирования ………………………………………………………….
3.7. Непрерывный контроль работы тиристорного электро-
привода постоянного тока с использованием метода алгебра-
ических инвариантов …………………………………………….. 4
библиографический список …………………………………………. 93

АСКД
АЦП
бД
ДС
ЕСКД
НИР
НТД
ОД
ОК
ОП
САУ
СД
СИФУ
СТД
Тз
ТП
ТФН
УбСР
ЧПУ
ЭМС
ЭП

Список используемых сокращений
– автоматическая система контроля и диагностики
– аналого-цифровой преобразователь
– блок диагностирования
– динамическая система
– единая система конструкторской документации
– научно-исследовательская работа
– нормативно-техническая документация
– объект диагностирования
– объект контроля
– объект прогнозирования
– система автоматического управления
– средства диагностирования
– система импульсно-фазового управления
– система технического диагностирования
– техническое задание
– тиристорный преобразователь
– таблица функций неисправностей
– унифицированная блочная система регулирования
– числовое программное управление
– электромеханическая система
–

УСЛОВНЕЕ СОКРАЩЕНИЯ
– авиационное происшествие
– автоматический радиокомпас
– автоматический радиопеленгатор

АРТР     – автономный ретранслятор авиационной подвижной
воздушной связи

АТ
АТБ
АФС

– авиационная техника
– авиационно-техническая база
– антенно-фидерная система

БПРМ     – ближняя приводная радиостанция с маркерным маяком

ВПП
ВС
ГА
ГРМ

– взлетно-посадочная полоса
– воздушное судно
– гражданаская авиация
– глиссадный радиомаяк

ДИСС     – доплеровский измеритель скорости и угла сноса
ДПРМ     – дальняя приводная радиостанция с маркерным маяком

зИП
ИАС
ИЭ
КДП
КРМ
КУР
МВЛ
НИР

– запасное имущество и приборы
– инженерная авиационная служба
– Инструкция по эксплуатации
– командно-диспетчерский пункт
– курсовой радиомаяк
– курсовой угол радиостанции
– местная воздушная линия
– научно-исследовательские работы

НЛГГС     – Нормы летной годности гражданских самолетов
НПП ГА  – Наставление по производству полетов в ГА

НТД

– нормативно-техническая документация

НТЭРАТ  – Наставление по технической эксплуатации и ремонту АТ в ГА

ОКР

– опытно-конструкторские работы

ОПРС     – отдельная приводная радиостанция

ОТК
ОТО
ПНК
ПРЦ

– отдел технического контроля
– организационно-технический отдел
– пилотажно-навигационный комплекс
– приемный радиоцентр

ПРДЦ     – передающий радиоцентр

РД
РМА

– рулежная дорожка
– радиомаяк азимутальный

3

РМД

– радиомаяк дальномерный

РМСП     – радиомаячная система посадки

РО

– Регламент технического обслуживания

РСБН     – радиосистема ближней навигации

РТО

– радиотехническое оборудование

РТОП     – радиотехническое обеспечения полетов

РЭ
РЭА
РЭМ
РЭО
СД
СО
СОП

– Руководство по технической эксплуатации
– радиоэлектронная аппаратура
– ремонтно-эксплуатационная мастерская
– радиоэлектронное оборудование
– самолетный дальномер
– самолетный ответчик
– служба организации и обеспечения перевозок

СРНС     – спутниковая радионавигационная система

Тз
ТКБ
ТО
ТОиР
ТП
ТЭ
ТОН
ТС
ТЭО
ТЭП
ТЭР
ТЭС
ЭАП
ЭД

– техническое задание
– техническое конструкторское бюро
– техническое обслуживание
– техническое обслуживание и ремонт
– техническое предложение
– техническая эксплуатация
– техническое обслуживание по наработке
– техническое состояние
– техническая эксплуатация до отказа
– техническая эксплуатация до предотказового состояния
– техническая эксплуатация по ресурсу
– техническая эксплуатация по состоянию
– эксплуатационное авиационное предприятие
– эксплуатационная документация

ЭРТОС     – служба эксплуатации радиотехнического обеспечения и связи

ПРЕДИСЛОВИЕ
Основу деятельности

Источники электропитания объединяют широкий класс устройств–преобразователей электрической энергии, обеспечивающих надежное
и качественное питание радиоэлектронной аппаратуры.
В маломощных радиотехнических устройствах и приборах источники
питания, как правило, конструктивно объединены с блоками питаемого
устройства. Их коэффициент полезного действия, компактность, надежность, длительный срок службы и вес весьма важны. Динамичное развитие элементной базы и компонентов силовой электроники приводят к новым схемотехническим решениям источников питания РЭА. В данном пособии будут рассмотрены только вторичные источники питания (ВИП), в
отличие от первичных источников, в которых вырабатывается электроэнергия. Функциональная схема современного ВИП приведена на рис. 1.

1

2

3

4
8
Рис. 1

5

6

7

Кратко рассмотрим назначение основных каскадов этой схемы:
1 – первичный источник электропитания (ПИП) – преобразует в электрическую энергию один из видов неэлектрической (механической, тепловой, химической и т. д.) энергии;
2 – стабилизатор первичного напряжения (СПН) – обеспечивает стабилизацию напряжения при колебаниях входного напряжения. Примерами такого СПН могут быть феррорезонансный стабилизатор или стабилизатор с магнитным усилителем при ИП переменного тока, или полупроводниковый стабилизатор при ПИП постоянного тока;
3 – преобразователь (П) – преобразует входное напряжение в напряжение, необходимое для питания РЭА. Такими преобразователями являются трансформатор или транзисторный преобразователь;
4 – выпрямитель (В) – преобразует переменное напряжение в постоянное (часто в него включают трансформатор, если ПИП – сеть переменного тока);
3

5 – сглаживающий фильтр (Ф) – уменьшает пульсации выпрямленного
напряжения;
6 – стабилизатор выходного напряжения (СВН) – поддерживает постоянное напряжение на выходе источника питания при изменении входного
напряжения, сопротивления нагрузки, температуры и других дестабилизирующих факторов;
7 – нагрузка – комплексное сопротивление всех элементов схемы. На эквивалентных схемах она почти всегда заменяется активным сопротивлением:
н
RU,

н

I н

где Uн – постоянное напряжение на нагрузке;  Iн – ток через нагрузку.
Важным параметром является понятие дифференциального сопротивления нагрузки
Uн;

R н

i

Iн

8 – вспомогательные устройства (ВУ) – схемы и устройства для включения, выключения источника питания, схемы защиты, сигнализации и другие сервисные устройства. Эта схема является наиболее полной схемой
ВИП (в реальных схемах часть каскадов схемы может отсутствовать).
Основной характеристикой схемы ВИП (или какого-либо его каскада) является внешняя характеристика – зависимость выходного напряжения от величины

СОДЕРЖАНИЕ
§ 1. Общие понятия и определения ………………………………..    4
§ 2. Классификация моделей и примеры их построения ………..    5
§ 3. Способы построения моделей ………………………………….    10
§ 4. Общие принципы построения математических моделей
электротехнических устройств ……………………………………..    15
§ 5. Методы аппроксимации нелинейных характеристик ……..    17
§ 6. Нелинейные характеристики элементов
и устройств систем автоматического управления ……………….    33
§ 7. Эквивалентное преобразование нелинейных характеристик    38
§ 8. Модели импульсных модуляторов …………………………….    41
§ 9. Математические модели амплитудноимпульсных моду
ляторов …………………………………………………………………    43
§ 10. Исследование влияния формы и параметров импульсов,
формируемых АИМ, на динамические свойства САУ …………..    60
§ 11. Математические модели широтно и частотноимпульсных
модуляторов …………………………………………………………..    64
§ 12. Аналоговое моделирование …………………………………..    68
§ 13. Примеры построения аналоговых моделей …………………    72
§ 14. Реализация кусочнолинейных характеристик в виде ана
логовых моделей ………………………………………………………    77
§ 15. Методы построения моделей ………………………………….    91
§ 16. Экспериментальное определение характеристик систем
управления …………………………………………………………….    99
§ 17. Пример построения модели САУ ТК ……………………….. 104
§ 18. Внешние входные воздействия ……………………………… 113
§ 19. Обработка результатов эксперимента по снятию переход
ных характеристик ………………………………………………….. 117
§ 20. Определение динамических характеристик по переходным
функциям ……………………………………………………………… 121
§ 21. Аппроксимация переходной функции САУ высокого поряд
ка основными составляющими …………………………………….. 131
§ 22. Аппроксимация переходной функции решением дифферен
циального уравнения с простыми вещественными корнями ….. 142
§ 23. Аппроксимация переходной функции решением дифферен
циального уравнения с комплексносопряженными корнями …. 144
Список рекомендуемой литературы ……………………………….. 147
3

§ 1. Общие понятия и определения
Как правило, современные электромеханические, робототехниче
ские, электроэнергетические и другие виды систем автоматического уп
равления (САУ) представляют собой сложные, существенно нелиней
ные многосвязные системы управления, как непрерывные, так и диск
ретнонепрерывные и дискретные, работающие в различных режимах.
Исследование динамики САУ указанных классов представляет собой
весьма сложную задачу, многочисленные трудности в решении которой
могут оказаться непреодолимыми при чисто теоретическом расчете.
Существует, однако, иной путь исследования – моделирование,
которое, в сочетании с

Развитие техники, создание более совершенных машин и механизмов требует применения материалов с улучшенными свойствами, получения новых, в том числе композиционных, материалов. Плазменные методы очистки, травления материалов и нанесения на них функциональных покрытий нашли свое широкое
применение при решении технологических задач благодаря своей
универсальности [1–7].
Однако возможности плазменного метода
покрытия поверхности материалов ограничены. Частицы, имеющие низкие энергии, не могут изменять структуру кристаллической решетки материала, поэтому защитные пленки недолговечны и малоэффективны.
в  настоящее время бурно развиваются пучковые технологии, которые являются наиболее перспективными методами
модификации поверхности материалов [8–13]. Суть их заключается в обработке поверхности пучками ионов и электронов разной энергии, интенсивности, временного диапазона и частоты
воздействия. С  помощью этих процессов осуществляют очистку
поверхности, ее легирование и термообработку.

Стадия очистки поверхности обычно осуществляется тлеющим разрядом, ионным
пучком или плазменным потоком. Плазменные струи [14], в которых ионы хорошо скомпенсированы медленными электронами,
переносят большие ионные токи с энергией от десятка электрон-
вольт до нескольких килоэлектронвольт, что приводит к очистке поверхности, намного более эффективной, чем тлеющим разрядом или ионным пучком.
При бомбардировке поверхности материала ионами с энергией
уже в несколько десятков килоэлектронвольт процесс внедрения
(имплантации) превалирует над процессом распыления (очистки)
поверхности [15]. ионная имплантация является наиболее эффективным способом изменения свойств и улучшения качества
материалов, а также получения композиционных материалов.
легируя примесями тонкие поверхностные слои методом ионной
имплантации, удается существенно улучшить твердость, износостойкость, коррозионную стойкость, жаропрочность, жаростойкость и другие прочностные характеристики материалов [16–18].
Широкие возможности в выборе сорта, энергии и скорости набора дозы имплантируемых ионов, контроль за температурой в процессе и после имплантации позволяют оптимизировать необходимые свойства модифицированной поверхности материала. для придания новых качественных свойств материалы подвергаются  традиционным  способам  термообработки  –  закалке,
цементации, отжигу и т. д. Эти процессы протекают в печах с помощью омического и высокочастотного нагрева или направленного излучения. наиболее эффективным и перспективным методом
термообработки является облучение материалов мощными электронными пучками в вакууме. обработка изделий таким образом
приводит к термическому воздействию на поверхностный

В учебное пособие вошла одна из глав курса «Устройства формирования и передачи сигналов». Весь материал разбит на два
раздела – аналоговая модуляция и цифровая модуляция. Данное
пособие можно считать продолжением и развитием учебного пособия «Основы теории модулированных колебаний» (авторы Железняк В. К. и Дворников С. В.; гУАП. – СПб., 2006), так как
посвящено технической стороне проблемы формирования модулированных сигналов.
При передаче информации требуется применение сигналов,
которые эффективно распространяются по каналу связи, имеют высокую помехоустойчивость и однозначно воспринимаются
получателем. Сигналами, наилучшим образом согласованными
практически с любыми линиями связи, являются высокочастотные колебания. Поэтому они и используются в качестве переносчиков информации и называются несущими колебаниями.
запись передаваемой информации на несущее колебание и,
тем самым, перенос ее из низкочастотной области в высокочастотную осуществляется с помощью модуляции.
Модуляция – процесс изменения одного или нескольких
параметров несущего колебания в соответствии с передаваемой информацией.
Можно дать более общее определение, относящееся к радиосвязи и радиовещанию, когда модулятор, по сути, представляет
собой устройство согласования (интерфейс) между источником
информации и линией связи.

Модуляция – это преобразование сигнала сообщения в соответствующий радиосигнал.
В зависимости от вида сигнала передаваемой информации –
непрерывного или дискретного – различают аналоговую модуляцию и цифровую модуляцию (манипуляцию).
Частота высокочастотного несущего колебания (частота несущей) должна быть много больше наивысшей частоты спектра
передаваемого сообщения. Это необходимо для того, чтобы обеспечить высокую помехоустойчивость системы связи. Чем выше
частота несущей, тем уже полоса частот, занимаемая передавае-передаваемым сигналом, и лучше, следовательно, его помехозащищенность.

1. АНАЛОГОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ
Аналоговая модуляция – процесс изменения одного или нескольких параметров несущего колебания в соответствии
с аналоговым (непрерывным) сигналом сообщения.
Несущее гармоническое колебание, предназначенное нести
информацию, можно представить в виде

u t( ) = U    cos(    t

),

?    ?    + ?
где U?, ? и ? – амплитуда, частота и фаза колебания. Если эти
параметры подвергаются принудительному изменению в соответствии с передаваемым сообщением, то колебание становится
модулированным. В зависимости от того, на какой из этих параметров воздействуют низкочастотным (НЧ) модулирующим
сигналом, различают амплитудную, частотную и фазовую модуляции. Они относятся к простым видам аналоговой модуляции.
Если изменению подвергается более одного параметра

Содержание
1. Расчеты электронных устройств на диодах ………………..     4
1.1. детектор на полупроводниковом диоде ………………     4
1.2. ограничитель на диоде ………………………………….     8
1.3 выпрямитель на диоде ……………………………………  12
1.4. Стабилизатор напряжения на стабилитроне …………  16
2. Расчеты электронных устройств на основе оУ …………….  23
2.1. Расчет оУ в инвертирующем включении …………….  23
2.2. Расчет оУ в неинвертирующем включении ………….  29
2.3. Преобразователи сигналов на основе оУ ……………..  31
2.3.1. вычитатель на оУ ………………………………….  31
2.3.2. Сумматор на оУ …………………………………….  33
2.3.3. Преобразователь «напряжение-частота» на оУ .  34
2.3.4. Преобразователь импульсов прямоугольной
формы ………………………………………………………..  39
Рекомендуемая литература ……………………………………..  42

1. РАСЧЕТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
НА ДИОДАХ
1.1. Детектор на полупроводниковом диоде
При проектировании различных электронных устройств возникает необходимость выделения напряжения какой-либо одной
полярности. эту задачу позволяет решить детектор  устройство,
предназначенное для превращения двухфазного напряжения в
однофазное. Схема простейшего детектора на диоде представлена на рис. 1.1.
Расчет такого детектора может быть произведен аналитическим и графоаналитическим методами.
При аналитическом расчете для построения вольтамперной
характеристики (вах) диода используется следующее выражение для тока через диод:
/

I (I e0

U    T1),

где    I0  тепловой ток; U  – приложенное к диоду напряжение;
jT контактная разность потенциалов. однако для использования этого выражения необходим расчет величины    T, которая
в свою очередь является функцией концентраций носителей зарядов (рр и рn) в материалах полупроводников, образующих р-nпереход. Получение данных о этих величинах представляет определенную сложность.
При графоаналитическом расчете для определения зависимости Uвых  от Uвх  и параметров цепи необходимо использовать
вах диода и произвести построение нагрузочной характеристики MN (рис. 1.2). так как это прямая линия, то для ее построения достаточно определить две точки. точка    М  соответствует
режиму полностью запертого диода VD, когда ток в цепи I = 0.
в  этом случае все напряжение    Uвх   оказывается приложенным
VD

Uвх

UVD

R н

Uвх= URн

Рис. 1.1. Схема однополупериодного детектора на полупроводниковом
диоде
4

I
мА
6
5
4
3

N
Iмак2
Iмак1
A1

A 2

I
мА
IA2
IA1

2    Iмак3

IA3

1

A3
Uп

M

–U

t0  0,5    1,0 2,0
t1

U    t0t1t2t 3    t4    t 5 t 6 t 7    t

t2
t3
t4
t5
t6

UVD1
UVD2
U

Uвых1
Uвых2
U

t7
t

VD3    вых3
Uвх1
Uвх2   =Uвых3

Рис. 1.2. Построение зависимостей Uвхf t( ) и I f t( ) с помощью ВАХ
диода I=f(Uвх)
к диоду. вторая точка N соответствует режиму полностью открытого диода, при котором UVD=0. При этом ток достигает своего
максимально

Конструкция и принципы действия электрической машины
Электрическая машина, действие которой основано на использовании явления электромагнитной индукции, предназначена для
преобразования механической энергии в электрическую, или электрической в механическую, или электрической энергии в электрическую энергию другого рода тока, другого напряжения, другой
частоты.

Электрическую машину, преобразующую механическую энергию в электрическую, называют генератором. преобразование
электрической энергии в механическую осуществляется двигателями. любая электрическая машина может быть использована как
в качестве генератора, так и в качестве двигателя. свойство электрических машин изменять направление преобразуемой энергии
называют обратимостью.
если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или электромагнитов N и    S (рис. 1) поместить проводник и под действием
какой-либо силы F1 перемещать его, то в нем возникнет Эдс:
e = Blsin = Bl,
где В – магнитная индукция в месте нахождения проводника; l –
активная длина проводника (его часть, находящаяся в магнитном
поле);  – скорость перемещения проводника в магнитном поле;  –
угол между векторами максимума магнитной индукции и скорости
перемещения проводника (в рассматриваемом случае  = /2, т. е.
sin = 1).

Направление Эдс, индуктируемой в проводнике, определяется
согласно правилу правой руки. если проводник замкнуть на какоелибо сопротивление приемника энергии, то в образовавшейся цепи
под действием Эдс протекает ток I, направление которого совпадает с направлением Эдс проводника.
Рис. 1. Принцип действия электрической машины

В результате взаимодействия тока проводника с магнитным полем полюсов создается электромагнитная сила    Fэм  =    lBI, направление которой определяется по
правилу левой руки. Эта сила направлена встречно силе F1, и при
Fэм = F1 проводник перемещается с постоянной скоростью. таким
образом, механическая энергия, затрачиваемая на перемещение
проводника, преобразуется в электрическую, отдаваемую сопротивлению внешнего приемника электрической, энергии, т. е. машина будет работать в режиме генератора.
если от постороннего источника электрической энергии через проводник пропустить ток, то в результате взаимодействия
тока в проводнике и магнитного поля полюсов создается электромагнитная сила    Fэм, под действием которой проводник начнет
перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения
какого-либо механического приемника энергии, т. е. машина будет
работать как двигатель. таким образом, в силу общности законов
электромагнитной индукции и электромагнитных сил любая электрическая машина может работать как в режиме генератора, так и
в режиме двигателя.
машина постоянного тока состоит из неподвижной

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АЧТ – абсолютно черное тело
БАУ – березовый активированный уголь
БИС – большие интегральные схемы
БТА – большой телескоп азимутальный
ВКУ – видеоконтрольное устройство
ВП – военная приемка
ГИС – гибридные интегральные схемы
ГКМ – газовые криогенные машины
ГМО – германий монокристаллический для оптоэлектроники
ГРШ – генерационно-рекомбинационный шум
ДРС – дроссельные рефрижеративные системы
ЕРПЗ – естественный радиоактивный пояс Земли
ЖРД – жидкостный реактивный двигатель
ЗУ – запоминающее устройство
ИРПЗ – искусственный радиоактивный пояс Земли
КА – космический аппарат
КРТ – космический радиационный теплообменник
КСО – космическая система охлаждения
МБР – межконтинентальная баллистическая ракета
МКС – микрокриогенная система
МФР – мозаичная фокальная решетка
МФС – международная фотометрическая система
ОС – оптическая система
ПЗС – прибор с зарядной связью
ПИ – приемник излучения
ППЗ – прибор с переносом заряда
РД – реактивный двигатель
РСО – радиационная система охлаждения
САХ – сублимационный аккумулятор холода
СБ – солнечная батарея
СБИС – сверхбольшая интегральная система
СКИ – солнечное корпускулярное излучение
СПРН – система предупреждения о ракетном нападении
ТВС – телевизионная система
ТВУ – телевизионная узкоугольная камера
ТДН – телевизионный датчик наведения
ТРД – турбореактивный двигатель
ТТФЭП – твердотельный фотоэлектрический телевизионный преобразователь
ТЭБ – термоэлектрическая батарея
ТЭО – термоэлектрический охладитель
ФПД – фотоприемный датчик
ФПЗС – фотоприемный прибор с зарядовой связью
ФППЗ – фотоприемный прибор с переносом заряда
ФПУ – фотоприемное устройство
ЭВТИ – экранно-вакумная теплоизоляция

EP – мощность, эквивалентная шуму

ПРЕДИСЛОВИЕ
В современной литературе имеется много статетей, обзоров и монографий по вопросам построения фотоприемных устройств и целых оптико-электронных систем для авиации, космоса, наземной и внеатмосферной астрономии как в видимой, так и и в инфракрасной областях спектра.
Однако большая часть этих изданий посвящена либо физике работы
самих фотоприемников, либо методам формирования и обработки видеосигналов изображения. Как правило, эти издания громоздки и не содержат конкретного материала по созданию фотоприемных устройств
как законченного электронного прибора, содержащего фотоприемник,
криостатирующее устройство и охладитель. Кроме того, многие из них
труднодоступны.
Целью настоящего учебного пособия является изложение материала по построению фотоприемных устройств авиационного и космического базирования как комплекса: оптическая система – фотоприемный
датчик – криостатирующее устройство – система

4. РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК (РАДИОМЕТР)
4.1. Типы радиометрических приемников и
предельная флюктуационная чувствительность
Радиометрический приемник предназначен для измерения антенных
температур при высоком уровне помех. Основной характеристикой радиометра является его флюктуационная чувствительность. Она определяется как минимально обнаруживаемое приращение антенной температуры, при котором среднее значение выходного сигнала равно действующему значению его флюктуаций [7]. Идеальным устройством для
приема шумоподобных сигналов в широком спектре частот является
устройство, состоящее из нешумящего усилителя, квадратичного детектора и интегратора, считывающего сигнал во время наблюдения.
Для обеспечения высокой чувствительности приемников разработано
несколько схем их построения. Основными являются следующие типы
схем радиометров: компенсационная, модуляционная, аддитивно-шумовая и корреляционная.
Стабильность работы радиометра определяется степенью постоянства коэффициента шума, полосы пропускания приемного устройства и
коэффициента усиления. Если первые два параметра изменяются медленно и их влияние можно учесть при обработке результатов измерения, то изменение коэффициента усиления простым способом учесть не
удается. Так как флюктуации на выходе, обусловленные изменением
коэффициента усиления, не зависят от флюктуаций, вызванных шумами
системы, то выражение для флюктуационной чувствительности с учетом этих изменений имеет вид

где Тш – шумовая температура приемника; F – эквивалентная ширина
полосы пропускания низкочастотной части приемника, включая интегратор; f – эффективная ширина полосы пропускания высокочастотной
части приемника до детектора; Gу – эффективное значение изменений
коэффициента высокочастотного усиления по мощности; Gу – среднее
значение коэффициента усиления.
При записи (4.1) предполагалось, что постоянное напряжение, возникающее из-за шумов системы, компенсируется в первом каскаде усиления по низкой частоте, и поэтому изменение коэффициента усиления
последетекторных каскадов не влияет на чувствительность приемника. В выражении (4.1) определяющую роль играет член (Gу/Gу)2,поэтому во всех системах радиометров стабилизации коэффициента усиления уделяется особое внимание.
Простейшим типом радиометра является компенсационный радиометр (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Упрощенная функциональная схема компенсационного
радиометра:
1 – антенна; 2 – усилитель высокой частоты; 3 – смеситель; 4 – гетеродин; 5 –
усилитель промежуточной частоты; 6 – интегратор; 7 – вычитающее устройство; 8 –
источник опорного сигнала; 9 – регистратор

Принципиальная схема такого радиометра не отличается от схемы супергетеродинного приемника. Лишь для

Исследование фазированной антенной решетки
Цель работы:
. Ознакомление с основными способами движения луча антенны в пространстве.
2. Изучение основных типов и характеристик фазированных антенных решеток (ФАР).
3. Изучение теоретических основ метода управления положением диаграммы направленности (ДН) антенной решетки в пространстве посредством изменения фазового распределения питания излучателей.
4. Рассчитать теоретическую диаграмму направленности (ДН)
рупорного облучателя решетки в Н-плоскости, произвести аппроксимацию амплитудного распределения электрического поля в раскрыве решетки и рассчитать ее диаграмму направленности в этой
плоскости.
5. Исследовать экспериментально диаграмму направленности
ФАР в Н-плоскости при исходном фазовом распределении и сравнить ее с расчетной теоретической ДН.
6. Исследовать ДН решетки в Н-плоскости при дискретном изменении фазового распределения.

1. основнЫе ХарактерИстИкИ антеннЫХ решеток

1.1. анализ диаграммы направленности линейной ар
Рассмотрим линейную антенную решетку (АР) из n идентичных
направленных излучателей (например, вибраторов) с функцией
направленности каждого f ( ), расположенных на расстоянии d

друг от друга (рис. ). Решетки с постоянным расстоянием d между
излучателями называются эквидистантными антенными решетками. Суммарное поле излучения АР в дальней зоне определится как
сумма полей Ep от каждого p-го излучателя с учетом начальной амплитуды тока или поля Am, фазы тока р на излучателе, расстояния
rp до точки наблюдения для различных углов наблюдения и фазы
волны за счет пути krp, где k=2/ – волновое число:

Если расстояние между излучателями одинаковое d = const, амплитуда тока постоянна и равна Am, а фаза тока в излучателях изменяется по линейному закону p=(p–), т. е. отличается в каждом
последующем излучателе на величину от предыдущего, то сумму
в выражении () можно свести к сумме геометрической прогрессии
и преобразовать к виду:

здесь r0 – расстояние от центра АР до точки наблюдения в дальней
зоне, а fn() – функция направленности линейной АР из n воображаемых ненаправленных излучателей c прогрессивным питанием
по фазе(множитель решетки) принимает следующий вид:

где текущая угловая координата, отсчитываемая от перпендикуляра к оси линейной АР; k = 2/ волновое число.
Тогда функция направленности линейной АР эквидистантных
направленных излучателей определится как произведение функции направленности одного излучателя на множитель решетки (теорема перемножения):

fл.с( ) = f ( ) ( ).

(3)

Проанализируем выражение (2). Найдем направления максимального излучения АР ненаправленных (изотропных) излучателей из условия, что синус в знаменателе (2) равен нулю. Аргумент
синуса в этом случае должен быть равен m, где m=0,±,±2,… С
учетом

ПРЕДИСЛОВИЕ
С момента появления первых цифровых электронных вычислитель
ных машин (ЦЭВМ) прошло более 40 лет. Значимость ЦЭВМ в жизни
общества на протяжении этого периода постоянно росла. Если в начале
своего существования ЦЭВМ рассматривались лишь как помощники
инженеров и ученых в решении сложных вычислительных задач, то в
настоящий момент прогресс в области электронных и информацион
ных технологий способствовал превращению цифровых вычислитель
ных устройств в универсальный инструмент, используемый во всех сфе
рах деятельности современного общества.
Революционные изменения коснулись и радиотехники. Если еще не
давно радиоинженер представлялся «магом» с паяльником в одной руке
и логарифмической линейкой – в другой, то теперь – это специалист,
проводящий большую часть своего рабочего времени перед экраном пер
сонального компьютера. Благодаря современным цифровым техноло
гиям в радиотехнике стали возможными такие технические решения, о
которых раньше невозможно было и мечтать.
С момента своего появления вычислительные средства в радиотех
нике стали использоваться в двух направлениях: при проектировании
и моделировании радиотехнических устройств, причем вначале эти на
правления в определенном смысле были независимыми. Существовали
программные пакеты, предназначенные отдельно для расчета радиотех
нических устройств и моделирования их работы. Однако достаточно
скоро разработчики электронных компонентов и программного обеспе
чения пришли к заключению об общности решаемых в рамках указан
ных направлений задач. Это привело к тому, что средства разработки
стали дополняться инструментарием проверки полученных техничес
ких решений путем моделирования их работы. Примером таких про
граммных продуктов являются системы проектирования цифровых ус
тройств на основе сигнальных процессоров. Наблюдался и обратный
процесс: имитационные средства превращались в средства разработки.
Так, например, язык разработки цифровых устройств на основе про
граммируемых логических матриц VHDL (VHSIC Hardware Description
Language) первоначально предназначался для моделирования работы
цифровых устройств на уровне микросхем. Теперь VHDL – один из са
мых мощных языков разработки, возможности которого используются
в таких известных пакетах математического моделирования систем,
как MATLAB, Simulink и SystemView.

В настоящее время уже трудно провести границу между системами
проектирования и моделирования радиоэлектронных систем. Матема
тическое моделирование прочно вошло в практику разработки. Это обус
ловлено не только общностью используемого математического аппара
та и программных средств, но и финансовыми соображениями. Разра
батываемые радиоэлектронные устройства и системы дороги.

Типичная ЭВМ состоит из центрального процессора, памяти и устройств ввода-вывода. Со времени появления в 40-х годах первых электронных вычислительных машин технология произ­водства каждой из этих трех подсистем была значительно усо­вершенствована. За последнее десятилетие благодаря развитию интегральной технологии особенно существенно были улучшены характеристики центральных процессоров и запоминающих устройств (памяти); кроме того, была снижена их стоимость. В настоящее время по цене, не превышающей стоимости каче­ственной стереофонической системы, можно приобрести в лич­ное пользование достаточно мощную ЭВМ, за которую в 70-х годах потребовалось бы заплатить больше, чем за дом с четырь­мя спальнями.

Несмотря на успехи, достигнутые в области технологии, су­щественных изменений в базовой структуре и принципах рабо­ты вычислительных машин не произошло. Так, еще в 1946 г. в описании впервые предложенной ЭВМ с хранимой в памяти программой Беркс, Голдстайн и Нейман отметили⁰:

«Мы располагаем… двумя различными типами памяти: па­мятью чисел и памятью команд. Тем не менее если команды машине представлены в виде числового кода и если машина каким-либо образом в состоянии отличать числа от команд, то блок памяти можно использовать для хранения и тех и других».

И в настоящее время почти во всех вычислительных маши­нах для хранения данных (чисел) и команд используется одна и та же память. Редким исключением в этом отношении являет­ся однокристальная микро-ЭВМ MCS-48 (ее описание приведе­но в гл. 19). Первые вычислительные машины обладали и мно­гими другими качествами, характерными для современных ЭВМ.

‘> Computer Structures: Readings and Examples, by C. G. Bell, A Newell, McGraw-Hill, 1971.

158                                            Глава 5

В настоящей главе приведено описание базовой структуры и основных особенностей центральных процессоров и запоми­нающих устройств ЭВМ. Рассмотрены три наиболее распростра­ненных типа центральных процессоров — с аккумуляторами, с регистрами общего назначения и ориентированные на использо­вание памяти со стековой организацией. Работа центральных процессоров показана на примере гипотетических машин, обла­дающих характеристиками и набором команд реальных ЭВМ. В гл. 7 и 8 приведено подробное описание различных способов адресации, а также типов операций, выполняемых процессора­ми. Структура центральных процессоров, применяемых на прак­тике, описана в части III настоящей книги.

Следует отметить, что в книге рассмотрены не все особенно­сти и возможные варианты архитектуры ЭВМ. К настоящему времени предложено несколько структур

 

1) К порту D подключены 8 светодиодов. Организовать «бегущий огонь». Кнопки, подключенные к старшим разрядам порта B, управляют скоростью бега и направлением бега. (Режим работает, пока кнопки нажаты).

 

 

2) К порту D подключены 8 светодиодов. Кнопки, подключенные к старшим разрядам порта B, включают четные светодиоды или нечетные светодиоды.  (Режим работает, пока кнопки нажаты).

При одновременном нажатии горят все светодиоды.

2.а При одновременном нажатии моргают все светодиоды. (период 0.5сек.)

2.б При одновременном нажатии моргают поочередно четные и нечетные все светодиоды. (период 0.5сек.)

 

 

3) К порту D подключены 8 светодиодов. Организовать заполнение линейки горящих светодиодов и затем их погасание. А именно, при нажатии кнопки должен загораться крайний светодиод ряда. При следующем нажатии – дополнительно соседний светодиод и т.д. пока не загорятся все 8 светодиодов. При дальнейших нажатиях должны погасать сначала первый, потом второй и т.д. Далее процесс повторяется.

 

3.а При долговременном нажатии (более 3х секунд) процесс переходит в автоматический режим (пока не отпущена кнопка).

 

 

4) Написать программу, позволяющую при нажатии кнопки, вычитать из регистра D единицу раз в секунду. Если кнопка не нажата, единица автоматически прибавляется раз в секунду.

 

5)К порту D подключена линейка светодиодов (8 шт.)

К порту B подключена кнопка. При нажатой кнопке по светодиодам порта Д циклически бежит один огонек, при нажатой другой кнопке – два рядом стоящих огонька

6) Исходное состояние – мигает первая лампочка порта Д.

При нажатии на кнопку начинает мигать вторая лампочка. При следующем нажатии на ту же кнопку – третья и так далее в цикле.

 

 

7)Запрограммировать работу светофора, как он работает в реальной жизни. Должна быть кнопка, которая контролирует дневной или ночной режим работы светофора

 

 

8)Осуществить цикл мигания 8 лампочек порта Д от середины к краям. По нажатию кнопки осуществить обратное мигание лампочек. Скорость работы светофора изменяется по нажатию кнопки: Кнопка 1 – быстрее, Кнопка 2 – медленнее.

 

9) Одна из кнопок задает входной символ для регистра сдвига, реализованного на базе порта Д. Вторая кнопка подает импульс сдвига.

 

9.а сдвиг циклический

 

 

 

 

 

 

Задание  к лаб.раб.3,4

 

1)Секундомер. Три кнопки (с кликом). Старт (продолжение), стоп , сброс.

 

2)Три кнопки (с кликом). Первая кнопка +1 в правый индикатор (прибавление без переноса в старший разряд),  вторая кнопка +1 в левый индикатор , третья кнопка – смена показаний индикаторов

 

2’) третья кнопка – одновременное прибавление 1 к младшему разряду и 2 к старшему.

 

2”) Прибавление автоматическое

Цель работы:

1. Получение описания сигнального множества во временной  и частотной областях.

2. Получение геометрического представления сигналов.

3. Получение оценок помехоустойчивости.

 

Порядок выполнения работы

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

0. Получить (выбрать) задание на исследование.

 

I. Исследование сигналов во временной и частотной областях

 

1. Дать описание вида модуляции:

а) по заданным параметрам вычислить недостающие параметры (по

модуляционной и информационной скоростям определить вид огибающей

и количество сигналов)

б) привести аналитические выражения для всех сигналов из множества

как функций времени;

в) построить графики всех сигналов.

 

2. Вычислить спектры сигналов (преобразование Фурье для каждого

сигнала); построить графики, определить ширину полосы частот,

занимаемой каждым сигналом и множеством всех сигналов.

 

3. Вычислить спектр последовательности сигналов (для нескольких

различных последовательностей различной длины); сравнить со

спектрами одиночных сигналов, объяснить различие; определить ширину

полосы частот, занимаемой различными последовательностями сигналов,

сравнить эти значения между собой, объяснить различие.

 

II. Исследование геометрического представления сигналов

 

1. Выбрать множество базисных функций.

2. Построить множество сигнальных точек (вычислить проекции и

изобразить сигнальное созвездие).

3. Построить разбиение сигнального пространства на решающие области.

 

III. Исследоввание оптимального приема

 

1. Построить схему оптимального приемника.

2. Написать и отладить программу моделирования оптимального приемника.

3. Методом статистического моделирования получить оценки вероятности

ошибочного приема сигнала и вероятность ошибки на бит для различных

значений отношения сигнал/шум.

4. Вычислить значение вероятности ошибки для различных значений

отношения сигнал/шум.

5. Построить графики вероятности ошибки, полученные путем расчета

и путем статистического моделирования; объяснить различие.

6. Оценить вид облака рассеяния для различных значений отношения

сигнал/шум.

 

 

Варианты заданий

~~~~~~~~~~~~~~~~

I. Частотная модуляция (ЧМ)

1) f0 = 980 Гц, f1 = 1180 Гц, модуляционная скорость 300 Бод,

информационная скорость 300 бит/с.

2) f0 = 1650 Гц, f1 = 1950 Гц, модуляционная скорость 300 Бод,

информационная скорость 300 бит/с.

 

II. Фазовая модуляция (ФМ)

1) f0 = 1200 Гц, модуляционная скорость 600 Бод, информационная

скорость 600 бит/с.

2) f0 = 1200 Гц, модуляционная скорость 600 Бод, информационная

скорость 1200 бит/с.

3) f0 = 2400 Гц, модуляционная скорость 600 Бод, информационная

скорость 600 бит/с.

4) f0 = 2400 Гц, модуляционная скорость 600 Бод, информационная

скорость 1200 бит/с.

 

III.

Содержание:

1. Основные сведения о системе схемотехнического моделирования Micro-Cap         4
2. Лабораторная работа №1                                                                                                17
3. Лабораторная работа №2                                                                                                18
4. Лабораторная работа №3                                                                                                21
5. Лабораторная работа №4                                                                                                23
6. Лабораторная работа №5                                                                                                25
7. Лабораторная работа №6                                                                                                27
8. Лабораторная работа №7                                                                                                30
9. Лабораторная работа №8                                                                                               32

 

Основные сведения о системе схемотехнического моделирования Micro-Cap

Современное схемотехническое проектирование цифровых схем невозможно без применения компьютерных методов их расчета и проектирования. К настоящему времени накоплен большой опыт по компьютерному проектированию электронных схем, разработано большое количество разнообразных программных средств.

Для практического выполнения лабораторных работ по данной дисциплине используется система схемотехнического моделирования Micro-Cap, имеющая удобный пользовательский интерфейс и достаточно широкие функциональные возможности для проектирования и анализа работы цифровых схем, строящихся на логических элементах – вентилях, реализующих определенную логическую функцию булевой алгебры (алгебры логики).

Система схемотехнического моделирования Micro-Cap позволяет моделировать (программно эмулировать) работу в реальном масштабе времени аналоговых, цифровых и аналого-цифровых электронных устройств широкого класса. Эта система схемотехнического моделирования чрезвычайно удобна для первоначального освоения принципов схемотехнического моделирования работы электронных схем. Она также весьма результативна для выполнения исследовательских работ, не предполагающих немедленного конструкторского воплощения.

Цель работы:

1. Получение зависимости вероятности ошибки декодирования от значения отношения сигнал-шум для заданных класса кодов и модели канала.

2. Оценка энергетического выигрыша от применения кодирования.

3. Формулировка выводов и рекомендаций.

 

 

Порядок выполнения работы

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

0. Получить (выбрать) задание на исследование.

 

1. Дать описание вида модуляции.

 

2. Дать описание модели канала. Указать физические причины искажений

характерных для этой модели. Указать примеры реальных каналов и систем

передачи информации, для описания которых может быть использована эта

модель.

 

3. Дать описание алгоритма оптимального приема. Привести схему оптимального

приемника.

 

4. Привести выражение для вероятности ошибки и вероятности ошибки на бит как

функции параметров канала.

 

5. Разработать алгоритм вычисления вероятности ошибки. Написать и отладить

программу вычисления значений вероятности ошибки. Выполнить расчеты. Построить

графики.

 

6. Дать краткое описание набора исследуемых кодов и алгоритма декодирования.

(При выполнении этого пункта следует воспользоваться таблицами кодов из

книг Кларка и Кейна и/или Питерсона и Уэлдона; см. список рекомендованной

литературы).

 

7. Получить выражение для вероятности ошибки декодирования в зависимости от

вероятности ошибочного приема кодового символа. Получить выражение для

вероятности ошибки на бит.

 

8. Разработать алгоритм вычисления вероятности ошибки декодирования.

 

9. Написать и отладить программу вычисления значений вероятности ошибки

декодирования как функции от параметров канала. Выполнить расчеты. Построить

графики. (При выполнении этого пункта следует использовать результаты

выполнения пункта 5)

 

10. Оценить энергетический выигрыш от прменения кодирования при значениях

вероятности ошибки на бит 1е-3, 1е-5 и 1е-7. Привести асимптотическое значение

энергетического выигрыша кодирования. Сформулировать выводы. Указать ситуации,

в которых применение кодирования нецелесообразно.

 

 

Работа выполняется индивидуально в течение семестра. По согласованию с

преподавателем, допускается выполнение работы вне отведенной лаборатории. По

работе должен быть оформлен отчет, содержащий результаты выполненного

исследования по приведенной программе и выводы по ним. К отчету должны быть

приложены тексты программ расчетов, необходимые иллюстрации и список

использованной литературы.

 

 

 

 

Список рекомендованной литературы

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

1) Модуляция и модели каналов

а) Прокис Дж. Цифровая связь. М. Радио и связь. 2000

б) Скляр Б. Цифровая связь. М-СПб-Киев. Вильямс. 2003

в) Возенкрафт Дж., Джекобс И.

1. Общие сведения о возбудителях
Возбудителем называют устройство в составе радиопередатчика, предназначенное для формирования колебаний с заданными частотами и требуемым видом модуляции. В зависимости от назначения передатчика, диапазона рабочих частот, мощности, вида модуляции возбудители строят по
различным структурным схемам. Самые простые одночастотные возбудители применяют в передатчиках, работающих на фиксированной частоте,
c амплитудной модуляцией (АМ) в одном из мощных каскадов. Такие возбудители содержат задающий автогенератор, буферный каскад и при необходимости каскады умножения частоты. В современных передатчиках применяют более совершенные возбудители с использованием синтезаторов
частот, в которых из частоты единственного высокостабильного кварцевого генератора формируется сетка частот с малым шагом дискретности и
чистым спектром. От синтезатора получают также опорную частоту f0, смешивая с которой, колебания дискретного множества частот можно перенести в заданный рабочий диапазон. Основными компонентами такого возбудителя являются: синтезатор частот, модулятор или формирователь вида
работ и тракт преобразования. На рис. 1 изображены варианты структурных схем возбудителей с частотной (рис. 1, а) и фазовой модуляцией колебаний (рис. 1, б) и модуляцией колебаний с одной боковой полосой (рис. 1,
в). На рисунке приняты следующие обозначения: ДАГ – стабильный диапазонный автогенератор; ЧМГ – частотно-модулированный автогенератор;
УЧ – управитель частоты; СМ – смеситель; ПФ – полосовой фильтр; U –
модулирующий сигнал; КАГ – опорный кварцевый автогенератор; СЧ –
синтезатор сетки частот; УФ – управляемый фазовращатель;. БМ1, БМ2,
БМ3 – балансные модуляторы поднесущих f1, f2, f3 с фильтрами; f0 – опорная частота.
На практике нередки случаи, когда в возбудителе формируется много
видов работ. Например, в возбудителях радиопередатчиков магистральной
радиосвязи короткометрового диапазона частот в течение суток приходится многократно изменять не только рабочую частоту, но и вид работы. В
последнее время большинство вновь разрабатываемых возбудителей содержит встроенный микропроцессор для автоматизированного управления и контроля возбудителя и передатчика в целом. Разнообразие вариантов построения отдельных блоков возбудителя и их параметры определяются в значительной степени назначением и параметрами передатчика, для
которого предназначен возбудитель. Основными параметрами возбудителя
являются: диапазон рабочих частот; допустимая нестабильность частоты;
инерционность перестройки; уровень подавления побочных составляющих;
уровень паразитного отклонения амплитуды, частоты и фазы.
Допустимая нестабильность частоты возбудителя определяется