1.Что такое радиосигнал?

Электромагнитное излучение, создаваемое  радиопередатчиком.

Радиосигнал-это колебания электромогнитного поля. Передающая антенна эти колебания излучает, приемная принимает.Сигнал — символ (знак, код), созданный и переданный в пространство (по каналу связи) одной системой, либо возникший в процессе взаимодействия нескольких систем. Смысл и значение сигнала появляются в процессе дешифровки его второй (принимающей) системой.

Сигнал (в теории информации и связи) — материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи. Сигнал может генерироваться, но его приём не обязателен, в отличие от сообщения, которое рассчитано на принятие принимающей стороной, иначе оно не является сообщением. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым сообщением. В радиотехнике альтернативой сигналу, который несёт полезную информацию, является шум — обычно случайная функция времени, взаимодействующая (например, путём сложения) с сигналом и искажающая его. Основной задачей теоретической радиотехники является извлечение полезной информации из сигнала с обязательным учётом шума.

2.Из-за чего образуется «зеркальный канал» приема в РПрУ?

Зеркальным называется побочный канал приема радиосигналов, отличающийся по частоте от частоты настройки радиоприемника на удвоенное значение промежуточной частоты. Подавить зеркальный канал можно только в преселекторе. Отметим два очевидных способа повышения избирательности по зеркальному каналу. Повышение избирательных свойств преселектора возможно, во-первых, путем увеличения числа контуров и их добротности и, во-вторых, увеличением значения промежуточной частоты, что позволяет отодвинуть частоту зеркального канала.

ЗЕРКАЛЬНЫЙ КАНАЛ - Радиоканал в супергетеродинном приёмнике,  отстоящий на двойную  промежуточную  частоту от осн. каналатак, что частота гетеродина располагается посредине между ними. Во избежание помех приёму по осн.каналу сигналы 3. к. ослабляются с помощью электрич. фильтров на входе радиоприёмника. В технич. хар-ках приёмников указывается степень ослабления по 3. к

Зеркальный канал радиоприема

3.Классификация и основные показатели рПдУ

РПДУ классифицируют по назначению, объекту использования, диапазону частот, мощности и виду излучения. Назначение РПДУ определяется радиотехнической системой, в которой оно используется, и связано с видом передаваемой информации. Различают: радиосвязные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радиотелеметрические, радионавигационные  и другие. Объект использования определяется местом установки РПДУ: наземные стационарные, самолетные, спутниковые, корабельные, носимые, мобильные, т.е. устанавливаемые на автомобилях, железнодорожном транспорте и иных наземных передвижных объектах. По диапазону частот РПДУ различают на: сверхдлинноволновые, длинноволновые, средневолновые, коротковолновые, ультра- коротковолновые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые. Передатчики пяти первых диапазонов объединяются общим названием - высокочастотные, трех последних - сверхвысокочастотные. Границей между РПДУ ВЧ и СВЧ диапазонов является частота 300 МГц. При частоте менее 300 МГц передатчик относится к ВЧ диапазону, выше - к СВЧ диапазону. По мощности ВЧ  сигнала, подводимого к антенне, РПДУ различают: малой - до 10 Вт, средней - 10 ... 500 Вт, большой- 500 Вт... 10 кВт, сверхбольшой - выше 10 кВт. По виду излучения передатчики разделяют на работающие в непрерывном и импульсном режимах. Для характеристики типа радиопередатчика следует указать, к какому виду он относится в каждом из пяти названных разрядов. К основным параметрам радиопередатчика, характеризующим его технические показатели, относятся: диапазон частот несущих колебаний ; число частот N внутри этого диапазона. В самом простом случае радиопередатчик может быть одночастотным и тогда ; шаг сетки рабочих частот в заданном диапазон;

Основные показатели радиопередающих устройств условно могут быть разделены на три группы: энергетические, показатели электромагнитной совместимости и качественные.

Важнейшими энергетическими показателями радиопередающего устройства являются номинальная мощность и промышленный коэффициент полезного действия. Под номинальной мощностьюрадиопередающего устройства P понимают среднее за период радиочастотного колебания значение энергии, подводимой к антенне. Промышленный коэффициент полезного действия КПД представляет собой отношение номинальной мощности P к общей PОБЩ, потребляемой от сети переменного тока радиопередающим устройством  .

Основными показателями электромагнитной совместимости являются диапазон рабочих частот, нестабильность частоты колебаний и внеполосные излучения. Диапазоном рабочих частот называют полосу частот, в которой радиопередающее устройство обеспечивает работу в соответствии с требованиями стандарта. Под нестабильностью частоты радиопередатчика понимают отклонение частоты колебаний на его выходе за определенный промежуток времени относительно установленной частоты. Малая нестабильность (высокая стабильность) частоты позволяет ослабить помехи радиоприему. Внеполосными называют такие излучения, которые расположены вне полосы, отведенной для передачи полезных сообщений. Внеполосные излучения являются источником дополнительных помех радиоприему. В случае подавления внеполосных излучений качество передачи сигнала не ухудшается.

По назначению радиопередающие устройства делятся на связные, радиовещательные и телевизионные. По диапазону рабочих частот радиопередающие устройства подразделяются в соответствии с классификацией видов радиоволн. В зависимости от номинальной мощности радиопередающие устройства делятся на маломощные (до 100 Вт), средней мощности (от 100 до 10 000 Вт), мощные ( от 10 до 500 кВт) и сверхмощные (свыше 500 кВт).Специфика эксплуатации позволяет выделить стационарные и подвижные радиопередающие устройства (автомобильные, самолетные, носимые и т.д.).

14-билет

1 вопрос:Класс радиоизлучения Излучение представляет собой создание радиопередающей станцией, потока энергии в форме радиоволн (радиоволны — электромагнитные волны, частоты которых произвольно ограничены частотами ниже 3000 ГГц, распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода). Совокупность характеристик излучения, обозначаемая установленными условными символами, называется классом излучения. В общем случае класс излучения описывается тремя символами.1. Первый символ — тип модуляции основной несущей:

1.1. Излучения, при которых основная несущая модулируется по амплитуде (амплитудная модуляция):А — двухполосная;Н — однополосная с полной несущей;

1.2. Излучения, при которых основная несущая имеет угловую модуляцию:

F — частотная модуляция;

G — фазовая модуляция;

2. Второй символ — характер сигнала (сигналов), модулирующего основную несущую:

0 — отсутствие модулирующего сигнала;

3 — один канал с аналоговой информацией.

3. Третий символ — тип передаваемой информации:

N — отсутствие передаваемой информации;

А — телеграфия для слухового приема;

После трех основных символов, характеризующих класс излучения, могут использоваться две дополнительные необязательные характеристики:

* четвертое обозначение (буква) — подробные данные о сигнале (сигналах);

* пятое обозначение (буква) — характер уплотнения.

Для полного обозначения излучений перед обозначением класса излучения с помощью четырех знаков можно указать необходимую ширину полосы излучения.Необходимая ширина полосы частот — это ширина полосы частот, которая достаточна при данном классе излучения для обеспечения передачи сообщений с необходимой скоростью и качеством при определенных условиях

2.АРУ Автоматическая регулировка усиления в радиоприёмниках обычно осуществляется в тракте промежуточной частоты. Она предназначена для поддержания постоянства уровня сигнала на выходе УПЧ, необходимого для нормальной работы выходных устройств приёмника.

Уровень сигнала на входе приёмника изменяется в широких пределах. АРУ должна обеспечить минимальный коэффициент усиления радиоприёмника при максимальном уровне сигнала на его входе, и наоборот; максимальный коэффициент усиления при минимальном уровне сигнала на входе. Таким образом, система АРУ должна иметь устройство, напряжение Ерег на выходе которого зависит от уровня сигнала в радиотракте приёмника. Таким устройством может служить амплитудный детектор, который выдаётвыпрямленное напряжение, пропорциональное уровню сигнала в радиотракте.Напряжение Ерег, подаваемое на усилительные каскады, изменяет

соответствующим образом их коэффициент усиления. Устройство АРУ включает в себя: детектор АРУ, фильтр, устраняющий действие АРУ на быстрые изменения уровня ВЧ сигнала под действием модуляции сигналом передаваемой информации, и регулируемые усилители. В зависимости от способа подачи регулируемого напряжения Uрег АРУ подразделяются на обратные, прямые и комбинированные.

Схема обратной АРУ.

В этой схеме (рис. 3.101) напряжение регулировки Ерег получают из напряжения Uвых регулируемого усилителя.

Напряжение Ерег подаётся со стороны выхода в направлении входа усилителя, что обусловило название этого вида АРУ. Схема АРУ, которая состоит только из детектора и фильтра, называется простой АРУ.

В цепь АРУ может включаться усилитель до или после детектора. Усилитель до детектора АРУ − это УПЧ, после детектора − УПТ. В высококачественных радиоприёмниках усилитель иногда включают и до, и после детектора. При наличии в цепи АРУ усилителя АРУ называют усиленной.

Недостаток простых схем АРУ состоит в том, что коэффициент усиления радиотракта приёмника уменьшается и при приёме сигналов малого уровня.Для устранения этого недостатка используют АРУ с задержкой, в которой система АРУ начинает действовать, когда напряжение Uвх превышает пороговое Uпор;при этом слабые сигналы системой АРУ не ослабляются (рис. 3.102).

По мере увеличения коэффициента усиления в цепи АРУ характеристика её приближается к идеальной.Особенностью обратной АРУ является то, что она не позволяет получить идеальную характеристику АРУ. К ней можно только приблизиться, увеличивая усиление в цепи АРУ. Обратная АРУ не может быть идеальной, поскольку для её работы принципиально необходимо приращение выходного напряжения ΔUвых.

Схема прямой АРУ (рис. 3.103).

В этой схеме цепь АРУ подключается к входу регулируемого усилителя, напряжение регулировки Ерег получается в результате детектирования Uвх. При увеличении Uвх напряжение на выходе детектора АРУ возрастает, при этом увеличивается Ерег, что вызывает уменьшение коэффициента усиления усилителя. Напряжение Uвых = К0Uвх . Чтобы Uвых оставалось постоянным при увеличении Uвх , пропорционально должен уменьшаться К0. Рис. 3.103 Рис. 3.104.Прямая АРУ позволяет получить идеальную характеристику регулировки (рис.3.104), но практически этого добиться не удается. Этой АРУ свойственны недостатки, основной из которых состоит в необходимости включать передетектором в цепи АРУ дополнительный усилитель с большим коэффициентом усиления. Если принять Ерег = 0,1 – 1 В, Uвх = 10 – 100 мкВ, то усилитель в цепи АРУ должен иметь усиление К = 104 – 105, т. е. практически такое же, как и в

основном тракте приёма. Прямая АРУ имеет низкую стабильность, она подвержена действию различных дестабилизирующих факторов. Если, например, из-за изменения температуры или напряжения источника питания коэффициент усиления регулируемого усилителя увеличивается, то характеристика АРУ из идеальной превратится в характеристику с нарастающим Uвых.

Для первого усилителя – это обратная, а для второго – прямая АРУ. Основная регулировка происходит в первом усилителе, он, как правило, содержит несколько регулируемых каскадов. Второй регулируемый усилитель обычно однокаскадный, его основная задача – несколько скомпенсировать возрастание напряжения на выходе первого усилителя. АРУ приёмников импульсных сигналов (рис. 3.106).

Особенности АРУ приёмников импульсных радиосигналов. Импульсный радиосигнал для АРУ детектируется дважды: вначале импульсным детектором вместе с сигналом, далее пиковым детектором в цепи АРУ. Общим может быть видеоусилитель. В остальном отличий нет от АРУ

приёмников непрерывных сигналов.

3вопрос: Модуля́ция (лат. modulatio - мерность, размерность) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания по закону информационного низкочастотного сообщения (сигнала). В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот, ведь для эффективного вещания в пространство необходимо чтобы все приёмо-передающие устройства работали на разных частотах и «не мешали» друг другу. Это процесс «посадки» информационного колебания на априорно известную несущую. Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией.

Виды модуляций.

Модуляция - это процесс, при котором высокочастотная волна используется для переноса низкочастотной волны.[6]

Различают амплитудную (АМ),частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляцию. При амплитудной модуляции по закону низкочастотного сигнала меняется мгновенная амплитуда, при частотной модуляции – частота, при фазовой модуляции – фаза. Бывают и смешанные виды модуляции. В отдельный класс можно выделить импульсные виды модуляции и манипуляции, при которых происходит дискретное изменение параметра высокочастотного колебания.

Амплитудная модуляция.  В системах с амплитудной модуляцией (АМ) модулирующая волна изменяет амплитуду высокочастотной несущей волны. Анализ частот на выходе показывает присутствие не только входных частот Fc и Fm, но также их сумму и разность: Fc + Fm и Fc - Fm. Если модулирующая волна является комплексной, как например сигнал речи, который состоит из множества частот, то суммы и разности различных частот займут две полосы, одна ниже, другая выше несущей частоты. Их называют верхней и нижней боковыми.     Верхняя полоса является копией изначального разговорного сигнала, только сдвинутого на частоту Fc. Нижняя полоса это инвертированная копия изначального сигнала, т.е. верхние частоты в оригинале являются нижними частотами в нижней боковой.

  Нижняя боковая это зеркальное отображение верхней боковой по отношению к частоте несущей Fc. Система с АМ, которая передает обе боковых и несущую, известна, как двухполосная система (DSB - double sidebaud). Несущая не несет никакой полезной информации и может быть убрана, но с несущей или без, полоса сигнала DSB вдвое больше полосы изначального сигнала. Для  сужения  полосы возможно  вытеснение  не  только несущей, но и одной из боковых,  так как они несут одну информацию. Этот вид работы известен, как однополосная модуляция с подавленной несущей (SSB-SC - Single SideBand Suppressed Carrier).

 Импульсная амплитудная модуляция Импульсная амплитудная модуляция (PAM) - это когда модулирующий     сигнал является цифровым, т.е. дает средства кодирования более чем одного бита на бод, путем кодирования бинарного сигнала данных в сигнал с более чем двумя уровнями. Для примера, биты бинарного сигнала данных могут быть разбиты на пары. Возможны четыре комбинации пары бит и каждая пара может быть представлена одним из 4-х уровней амплитуды. Закодированный 4-х уровневый сигнал имеет половину скорости в бодах изначального сигнала  данных  и  может быть использован для амплитудной модуляции несущей обычным образом.

Частотная модуляция. В системах частотной модуляции FM частота несущей изменяется в соответствии  с формой модулирующего сигнала. Системы, где модулирующим сигналом является бинарный сигнал и, следовательно, несущая переключается сигналами с одной частоты на другую, называют системами FSK. (FSK - freguency shift keying).

 Частотная модуляция превосходит амплитудную в отношении устойчивости к некоторым воздействиям, которые есть на телефонной сети     и ее следует использовать на более низких скоростях, где не требуется большая полоса частот. FSK является асинхронной техникой модуляции, для нее не требуется синхроимпульсов в модеме.[6]

 Фазо-амплитудная модуляция (квадратурная модуляция - QAM).   Для роста числа бит на бод комбинируют фазовую и амплитудную модуляции.Амплитудно-фазовая модуляция с несколькими несущими. Один из современных методов амплитудно-фазовой модуляции     основан на одновременной передаче множества несущих. вот так передается инфа по каналам связи.

15- билет

1. Чaстота́ — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений или возникновения событий (процессов) в единицу времени. Рассчитывается, как отношение количества повторений или возникновения событий (процессов) к промежутку времени, за которое они совершены[1]. Стандартные обозначения в формулах — ν, f или F.

Единицей измерения частоты в Международной системе единиц (СИ) является герц (русское обозначение: Гц; международное: Hz), названный в честь немецкого физика Генриха Герца.

Частота обратно пропорциональна периоду колебаний: f = 1/T

Диапазон частот — полоса излучаемых источником частот, которой зачастую присвоено условное наименование, одно из важнейших понятий радиотехники, а также физико-технических дисциплин в целом.

Это понятие имеет общий характер, то есть можно говорить или о диапазоне частот какого-либо конкретного излучателя (природного или искусственного происхождения), или о диапазоне, выделенном какой-то радиослужбе, или, например, об обобщённой разбивке всей полосы радиочастот.

2.Система автоматической подстройки частоты В супергетеродинном приемнике система АПЧ поддерживает равенство частоты преобразованного сигнала номинальному значению промежуточной частоты. Состав системы частотной автоподстройки приведен на функциональной схеме, изображенной на рис. 17. К основным функциональным узлам или, как принято называть в теории автоматического управления, звеньям системы АПЧ относятся: смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный дискриминатор, фильтр нижних частот и генератор, управляемый напряжением.

Для работы АПЧ выбор настройки гетеродина имеет принципиальное значение, так как приводит к различному знаку обратной связи: увеличение fГ при верхней настройке приводит к увеличению fП, а при нижней настройке – к уменьшению fП. Поэтому использование нижней настройки эквивалентно введению множителя «минус единица» в цепь обратной связи по частоте. В отсутствие селективных устройств перед смесителем возможен прием сигнала по основному и зеркальному каналам приема, причем по одному из них настройка гетеродина является верхней, а по другому – нижней; соответственно, при работе системы АПЧ по основному каналу обратная связь является отрицательной, а по зеркальному каналу – положительной. Следовательно, устойчивость АПЧ обеспечивается только при приеме сигнала по основному каналу. При необходимости работы по основному каналу с нижней настройкой гетеродина обеспечивают дополнительную инверсию выходного напряжения ЧД, например, с помощью инвертирующего УПТ.

Усилитель промежуточной частоты обеспечивает требуемый уровень сигнала на входе частотного дискриминатора. При недостаточном усилении уменьшаются амплитуда входного сигнала ЧД, крутизна его характеристики и коэффициент автоподстройки частоты. Для отклонения частоты коэффициент передачи УПЧ определяется его фазовой характеристикой. При анализе фазовую характеристику УПЧ линеаризуют и УПЧ рассматривают как звено чистого запаздывания, характеризуя его временем группового запаздывания сигнала τЗ. Узкополосные УПЧ имеют большое время группового запаздывания, что нарушает устойчивость работы системы АПЧ, приводя к паразитной частотной модуляции сигнала при больших коэффициентах автоподстройки.

Основными параметрами системы АПЧ являются полоса захвата , полоса удержания и коэффициент автоподстройки частоты . Все эти параметры могут быть определены по статической характеристике АПЧ.

Полоса захвата – это диапазон начальных расстроек частоты, в пределах которого система АПЧ переходит в режим слежения, если этот режим не был установлен ранее.

Полоса удержания – это диапазон начальных расстроек частоты, в пределах которого возможно сохранение режима слежения, если этот режим был установлен ранее.

Коэффициент автоподстройки частоты определяет, во сколько раз система АПЧ уменьшает начальную расстройку по частоте. Он рассчитывается как отношение начальной расстройки

ΔfНАЧ к остаточной ΔfОСТ в установившемся режиме: .

3 . СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ - совокупность методов увеличения стабильности частоты. Различают: а) затягивание частоты путём связи генератора колебаний с дополнит. колебат. системой, характеризуемой высокой добротностью; б) захватывание частотыпутём связи данного генератора колебаний с генератором, обладающим более стабильной частотой; в) параметрическую С. ч.- стабилизацию параметров приборов, генерирующих периодич. колебания.

16- билет