Радиотелефондық байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ»

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

Телекоммуникациялық желілер және жүйелер кафедрасы

№2 Семестрлік жұмыс

Пәні: радиотехника және телекоммуникация негіздері

Тақырыбы: Радиобайланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасы.

Мамандығы: Радиотехника электроника және телекоммуникация

Орындаған: Нуридин Акбота

Тобы: РЭТк-18-3

Қабылдаған: аға оқытушы Накисбекова Б. Р

«__» 2020 ж.

(бағасы) (қолы)

Алматы, 2020 ж

Мазмұны

Кіріспе
Дабылдар
Радиобайланыс жүйесінің құрылымдық сызбасы
Шамдық ІҚГ жұмыс ерекшеліктері.
Транзисторлық ІҚГ жұмыс ерекшеліктері.
Радио қабылдағыш құрылымының классификациясы және элементтері.
Қорытынды

Кіріспе

Радиотарату құрылғылары радиотехникада негізгі орындардың бірін алады. Соңғы жылдардағы радиотарату құрылғылары техникасының дамуы, жаңа техникалық бағыттардың пайда болуы, таратқыштардың техникалық сипаттамаларының нормативтерінің өзгеруі, жаңа элементтік негіздің пайда болуы - осының бәрі тек қана радиотаратқыштарда болатын құбылыстарды түсіну, оқу қажеттігін анықтап қана қоймай, сонымен қатар оларды дамытудағы алғы шарттарды еңгізу болып табылады.

Радиобайланыс, радиотарату және теледидар техникасында дамытудағы алғы шарттар және жүйелер анықталды. Осындай жүйелерге біржолақты радиотарату, цифрлық радиотарату, әртүрлі қозғалмалы объектілері бар байланыс жүйелері, радиотелефондар, сымсыз телефондар, жерсеріктік теледидар және т. б. жатады. Жаңа технологиялық шешімдердің бірнешеуі орын алды: өрістік транзисторлар негізінде, модульдік ұстаным бойынша жасалған теледидарлық және орта толқынды таратқыштар, Д классына жататын ДЖ қуатты күшейткіштері УЖЖ және АЖЖ диапазондарына арналған Шотки жапқышы бар транзисторлық күшейткіштер, жаңа сызықты транзисторлар негізінде жасалынған теледидарлық дабылдарды видео және дыбыстық ортақ сүйемелдеу күшейткіштері және т. б. Радиобайланыс - радиотолқын көмегімен ақпарат алмасу. Радиобайланыс жүйесінің ақпарат беруші жағында радиотаратқыштан және таратушы антенналардан тұратын радиотарату құрылғысы, ал қабылдаушы жағында қабылдау антенналары мен радиоқабылдагыштан тұратын радиоқабылдау құрылғысы орналасады. Таратқышта қоздыратын тасымалдаушы жиіліктегі тербеліс берілетін ақпарат сигналының заңына сәйкес өзгертіледі, ал қабылдаушы жақта кері процесс жүргізіледі. Байланыс біржақты және екіжақты болуы мүмкін. Радиобайланыс қозғалмайтын объектер мен жылжымалы объект арасында, сондай-ақ жылжымалы объектілер арасында байланыс орнатудың бірден бір тәсілі.

Дабылдар

Электрбайланыстың бастапқы дабылы, спектр ұғымы. Электр дабылы - бұл хабарламаның материалдық тасымалдаушысы (таратушы) . Электрбайланыс жүйесінде алыс қашықтықтарға хабарламаны тарату үшін айнымалы электр тогы (сымды желілерде), электромагниттік өріс (радиотолқындар), жарық толқыны (оптикалық-талшықты байланыс желісі) таратушы болып табылады.

Жоғарыда айтылған таратушылардың тарату жылдамдығы жарық жылдамдығына жуық, сондықтан бұл таратушылардың көмегімен зор өлшемді ақпаратты таратуға болады. Кез келген электрбайланыс жүйесінде түрлендірулерді жүзеге асыратын құрылғылар болуы керек:

- таратуда: ақпарат - хабарлама - дабыл;

- қабылдауда: дабыл - хабарлама - ақпарат.

Ақпаратты жіберуші және алушы байланыс жүйесінде абоненттер болып табылады, сондықтан оларды абоненттік құрылғылар немесе терминалдар деп атайды.

Таратқышта бастапқы дабылдың байланыс желі бойынша таратуға қолайлы жоғарыжиіліктіге түрлендіруі жүреді.

Қабылдағышта қабылданған дабылдан бастапқы дабыл шығарылады, бірақ байланыс желісіндегі кедергілер үшін ол бастапқыдан біршама ажыратылады.

Байланыс арнасы - жіберушіден алушыға хабарламаны таратуды қамтамасыз ететін техникалық құралдар мен тарату ортасының жиынтығы. Арналарды хабарламаның түрі мен тарату ортасына байланысты ажыратады: телефондық, телеграфтық, деректерді табыстау, дыбыстық және теледидарлық хабар тарату, сымды және кабельді, радиобайланыс, сандық.

Әр жіберуші-тұтынушы жұбына жеке байланыс желісін пайдалану экономикалық тұрғыдан орынсыз, сондықтан байланыс техникасында хабарламаларды тарату үшін көпарналы жүйелер (арналарды тығыздау жүйелері) қолданылады.

Дабылдар мен кедергілер классификациясы, негізгі анықтамалар Қарапайым (гармоникалық) дабылдың математикалық моделі - бұл уақыт функциясы:

u (t) = Um cos (2p f t + f),

мұндағы Um - амплитуда, f - жиілік, f - фаза.

Кез келген күрделі дабылды (периодтық және периодтық емес - соңғы уақыт бөлігінде импульстік) математикалық Фурье қатарымен ұсынуға болады. :

u (t) = Uo + Σ U mn cos (2πfn t + Φn),

мұндағы Umn - n-ші гармоника амплитудасы .

Хабарлама - бұл жиірек күрделі формалы кездейсоқ дабыл. Үздіксіз (аналогты), дискретті және сандық дабылдар деп ажыратылады.

Дабыл спектрі - бұл сомада күрделі электр дабылын құрайтын жиіліктер, амплитудалар және бастапқы фазалардың нақты мәндерімен гармоникалар (гармоникалық құраушылар) жиынтығы. Спектрдің қысқаша ұғымы - бұл байланыс арнасындағы дабылмен ауыстырылатын жиіліктер жолағы.

Дабылдағы гармоника амплитудасының графикалық кескіні дабылдың спектрлік диаграммасы деп аталады. Гармоникалық дабыл ең қарапайым спектрге ие. Гармоникалық дабылдың спектрі (1. 1 сурет)

$C:\Users\dima\Desktop\unnamed.jpg$

1. 1 -сурет

Электрбайланыстың бастапқы дабылдары:

- телефонды сөйлеу дабылы немесе үндестік жиілігі 300 Гц-тен 3400 Гц-ке дейінгі спектрге ие; бұл спектр байланыс арнасы бойынша сөзді тарату үшін және бұл дабылды қабылдағыш жақта бұрмалаусыз қабылдау үшін жеткілікті;

- видеодабыл 50Гц-тен 6, 5 МГц-ге дейін (SECAM жүйесі) және 50 Гц-тен 5, 5 МГц-ге дейін (PAL жүйесі) жиілік жолағын алады - бұл ең кең жолақты бастапқы дабыл;

- радиомен хабар беретін дабыл 20 Гц-тен 20 кГц-ге дейін жиілік жолағын алады;

Периодты импульстік дабылдар спектрі импульс қуыстылығына тәуелді.

Радиотелефондық байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасы

Радиотелефондық байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасын және ток пен кернеудің уақытқа байланысты диаграммасын қарастырамыз 2, 4. а-сурет.

Егер t=t ₀ уақыт аралығында ақпарат көзінен берілу болмаса, онда U _y =U ₀ кернеу тұрақты, бастапқы жиілік ω _о =2πƒ _о .

Сурет 2, 4. а. Радиотелефондық байланыс жүйесі

Сурет 2, 4. б. Кернеудің уақытқа байланысты графигі

Ақпарат келіп түскен кезде 2, 4. б-сурет, ол микрофон арқылы түрлендіріліп U _y, басқарушы сигнал төменгі жиілікте беріледі, сигнал жоғары жиілікті генератор көмегімен, тербеліске модуляцияланады. Бұл жағдайда амплитудалық модуляция, басқарушы сигналдың лездік мәніне байланысты жүреді. Алынған радиосигнал U, берілетін антеннаның көмегімен кеңістікке радиотолқындар түрде таралады. Қабылдау антенасына жетіп, радиотолқындар оның құраушыларынан түрлендіріліп U _у кернеуге айналады, ол радиосигнал антенадан басқа телефонда және қабылдаушы детектірлық құрылымда жүреді. Детектір радиосигналды басқарушы сигналға айналдырып, ол телефон арқылы басқарушы сигнал әсерінен, дыбыстық ақпаратқа жеткізіп таратады. Детектірдың сұлбасы 2, 4. в, г, д-суреттерде көрсетілген. Детектірдың негізгі құрылым элементтері, жартылай өткізгіш диод, жүктеме кедергі R және С конденсатордан тұрады. Диодтың тоғы бір бағытта детектір тізбегімен жүреді і _дет , және ол импульсті болады, оның амплитудасы уақытқа байланысты синусойдалық басқарушы сигнал заңымен өзгереді.

Детектор сұлбасының негізгі элементтері: 2, 4. е, ж-суреттер бойынша бір жақты өткізгіш диод VД және резистор R мен конденсатордан (С) жинақталған. Диодтың қасиеті бойынша детектор тоғы і _дет , тек бір бағытта, импульсті сигнал түрде жүреді, оның амплитудасы уақытқа байланысты басқару сигналы жүреді. Пульсирлеуші токтың орташа мәні айналып жүреді. Токты жоғары және төменгі жиілікте жіктеуге С конденсатор арналған, ол Ω басқарушы сигнал жиілігін қарастырады.

Мұндағы R - активті кедергі, мәні мына аралықта ауысады:

Бұдан жүктеме детектор алған кернеу U ¹ _y =I _op R бұл басқарушы сигнал өзгеру заңымен жүреді. Синусойда ток теңдеуі i= I ₀ +I _m sinω(t-t ₀ ) = I ₀ +I _m sin 2πƒ _о (t-t ₀ ) мұндағы, I ₀ - хабар түспеген лездік ток.

Антеналық үлкен жиілікті тербеліс жиілігі - мұндағы, С - контур сыйымдылығы; U - кернеу разрядты кезі; N - секундтық разряд саны.

Модуляциялық үрдіс деп - электромагнитті тербеліс шамасының кез келген сигнал берілу өзгерісі әсер ету заңдылығы, сезгіштік арқылы хабар беруді айтады. Олардың түрлері: амплитудалық, жиіліктік, фазалық модуляцияға бөлінеді.

Сурет 2, 4. в. Детектордың сұлбасы (в) және сигналдар графигі (г, д)

Шамдық ІҚГ жұмыс ерекшеліктері

Радиотаратушы құрылғының 2. 1 суретте көрсетілген құрылымдық сұлбасындағы негізгі элементтердің бірі болып тұрақты тоқ энергиясын жоғарғы жиілік энергия тоғына түрлендіруші ішкі қозуы бар генератор болып табылады. Осы кезде ішкі қозуы бар генератор шығысынан алынатын тербеліс жиілігі генератор сұлбасындағы элементтер көрсеткішіне тәуелсіз, кіріске берілген тербелістермен анықталады.

Қазіргі заманғы таратқыштардағы ІҚГ күшейткіш құрылғысы ретінде электровакуумдық шамдар, биполярлық және өрістік транзисторлар, Ганна диодтары тасқындық ұшып-өту диоды (ТҰӨД) магнетрондар, клистрондар, жүгіргін толқын шамдары, тиратрондар және т. б. пайдаланылады. Осы күшейткіш құрылғының біреуінің пайдаланылуы қуат және жұмыс жиілігінің диапазонымен анықталады. Аз қуатты генераторлар көбінесе биполярлық транзисторлар негізінде жасалынады.

2. 1 Сурет - Радиотаратқыш құрылғысының құрылымдық сұлбасы: БГ - беруші генератор; АК - аралық күшейткіш; СҚК - соңғы қуат күшейткіш; ҚК - коректену көзі; М - модулятор

Сыртқы қоздыруы бар шамдық генератор. 2. 2 суретте ішкі қоздыруы бар шамдық генератордың қарапайым сұлбасы көрсетілген. Мұнда келесі электрлік тізбектер: анод тізбегі: анодтық қоректену көзі Е _А , тербелмелі контур LC, шамның анод - катод аймағы, байланыстырушы сымдар, басқарушы тор тізбегі: ығысу кернеуінің Е _С көзі, айнымалы кернеу U _С көзі, шамның катод - тор аймағы және байланыстырғыш сымдар; Қыздыру катодының тізбегі: қыздыру кернеуінің көзі, қыздыру сымы және байланыстырғыш сымдар.

Ішкі қоздыруы бар генератор сұлбасында физикалық құбылыстар келесі жолмен анықталады. Қыздыру катодының кернеуі қосылды деп есептесек, катод қыздырылған және электрондық ағынды эмиттерлейді, торлық тізбек кірісіне ығысу Е _С кернеуі қосылған, шамның анодты - торлық сипатамасында жұмыс нүктесінің бастапқы мәніне қойылады. Осыдан кейін анодты қоректендіргіштің Е _А қоректену кернеуі қосылады. Екі тұрақты кернеулердің Е _А және Е _С қосылуынан тек қана тұрақты анодты тоқ I _А0 тізбек бойынша ағады: + Е _А , контурдың индуктивті тармағы, шамның ішіндегі анод - катоды, - Е _А . I _А0 тоғының мәнін 2. 3 суретте көрсетілгендей статикалық сипаттама бойынша анықтауға болады, тұрақты анодттық тоқ тізбегіне қосылған амперметрді А ₀ өлшеу арқылы.

http://libr.aues.kz/facultet/frts/kaf_tks/8/umm/tks_3.files/image003.gif

3. Сурет - Кернеудің және ІҚГ тоқтардың сызбалары

Күшейту керек жоғарғы жиіліктің кернеуі кіріс торлық шамның тізбегіне беріледі. Бұл кернеуді қоздырғыш кернеу деп атайды. Талдаудың қарапайымдылығы үшін оны косинусойдалды деп алады.

мұнда U _C - қоздыру кернеуінің амплитудалық мәні. Айнымалы қоздыру кернеуінің әсерінен анод тізбегіндегі тоқ өзгереді

мұнда I _A0 - анодты қоректену көзін тудыратын тұрақты құраушысы;

I _A~ - қоздыру кернеуінің әсерінен анодты тоқтың айнымалы құраушысының амплитудалық мәні.

Анодты тоқтың айнымалы құраушысы тізбек бойынша: шам ішіндегі анод - катоды, қоректену көзі арқылы (конденсатор С _БЛ ) шам анодына тербелмелі контур ағады. Қоздыру кернеуінің жиілігі бар резонансқа бапталған анодты тоқтың айнымалы құраушысы үлкен ( R _Э = 10 кОм) және таза активті кедергісі бар тербелмелі контур анықтайды. Сондықтан да айнымалы құраушы I _A~ , контурдан өткенде кернеудің төмендеуіне әкеліп соғады

Шамның күшейткіштік қасиеті нәтижесінде U _шығ = U _А кернеуі қоздыру кернеуінің торына әкелінгені көбірек болады. Генератор кірісіне берілген тербеліс контурда тудырылған қуат тербеліс қуатынан үлкен болады. Сол себептен генератордың жұмысы кезінде кіріске әкелінген тербелістердің қуат бойынша күшейтілуі жүреді.

Транзисторлық ІҚГ жұмыс ерекшеліктері.

Ішкі қоздырылуы бар транзисторлық генератор. Тербеліс күшейтілуінің процессі мына сұлбада келесідей болады. Коллекторлық қоректену көзінің Е _К шығыс тізбекте әлсіз бастапқы тоқ ағады, ол колектордың кері тоғы деп аталып және I _КЭ0 деп белгіленеді. 2. 5 суретте көрсетілгендей ортақ эмиттерлік сұлба үшін коллектордың кері тоғы I _КЭ0. 0 - ге тең база тоғы кезінде анықталады. Коллектордың кері тоғы мына тізбек бойынша: + Е _К , контур LС , транзистордың коллектор - база - эмиттері, - Е _К . коллектордың кері тоғының мәні заряд тасымалдаушылардың негізгі емес концентрациясымен анықталады, сондықтан коллектордың кері тоғын көп жағдайда ескермеуге болады.

http://libr.aues.kz/facultet/frts/kaf_tks/8/umm/tks_3.files/image007.gif

2. 4 Сурет - Ішкі қоздырылуы бар транзисторлық генератор сұлбасы

http://libr.aues.kz/facultet/frts/kaf_tks/8/umm/tks_3.files/image008.gif

5. Сурет - ОЭ бар сұлбасындағы транзистордың шығыс сипаттамалары

Транзистордың кіріс тізбегіне жұмыс нүктесінің бастапқы орнына қою үшін тұрақты ығысу кернеуі Е _БЭ қосылады. Осылай транзисторға өтудегі бастапқы режимде екі тұрақты керну қосылған: ығысу Е _БЭ және қоректену Е _К . Осы кезде транзистор тізбегінде тек тұрақты тоқтар ғана өтеді. Айнымалы қоздыру кернеуі қосылған кезде кіріс тізбегінде кіріс тоқтың айнымалы құраушысы пайда болады, мына тізбек бойынша: қоздыру кернеуінің көзінен (1 нүктесі, 2. 4 сурет) база - эмиттер, қоздыру көзіне (2 нүктесі) . Транзистор электрондық құрылғы болып табылатындықтан тоқпен басқарылады. Бұл дегеніміз эмиттерлік өткеліндегі U _ЭБ кернеудің кіріс I _Б өзгеруіне, сонымен қатар I _K кіріс тоқтарының өзгеруіне әкеледі. I _K айнымалы құраушысы кіріс тізбегімен ағады: коллектор - эмиттер, қоректену көзі Е _K арқылы ( С _БЛ арқылы), LС контуры, коллектор. Контурдағы коллекторлық тоқтың айнымалы құраушысы кернеудің айнымалы түсуін тудырады , оның мәні кірістегіге қарағанда көбірек. Осы себептен ішкі қоздырылуы бар трнзисторлық генераторда тоқ, кернеу және сәйкесінше қуат бойынша тербелістерді күшейту орындалады.

Радио қабылдағыш құрылымының классификациясы және элементтері.

Радиоэлектроникада үздіксіз және үздікті (дискретті) сигналдар пайдаланады. Дискретті сигналдарды пайдаланатын радиолакациялық тәртіппен танысайық.

Радиотелеграф деп - радиотолқындар көмегімен телеграфтық сигналдарды таратып беретін құралды айтады. Бұрыннан белгілі Морзе әріптерімен кілттелінді, әріптер сызықша тере, нүкте түрінде жабық беріледі. Олардың арасында үзік-үзік аралық болады (1, 9. а-сурет) . Сигналдар беру уақытында телеграф, кілтті тұйықтағанда манипу-лятордың көмегімен импульсті тұрақты кернеу алынады, оның ұзақ-тығы, ол нүкте үш есе тере сызығынан кем болады. Бұл импульс, басқа-рушы сигналдар ретінде модуляциялық тербеліс жиілігін алып жүреді.

Сурет1, 9. Байланыс құрылымы (а), және блок сұлбасы (б),

мен кернеудің уақытқа байланысты диаграммасы (в)

Ол генератордан беріледі. Күшейткіш кірмесінде жоғары жиілік болады, сонымен қатар ол, беру антенасында радиосигналдарды импульстік түрде қабылдайды. Мұндағы u - импульсті басқарушы түрдегі берілетін жоғары жиілік тербелісі. Радиосигнал өзінің түрін қабылдағышта, жоғары жиіліктің күшейтуге дейінгі және кейінгі түрін бірдей сақтап тұрады. Детектр демодуляция жүргізеді, сонан соң радиоимпульстер, тұрақты ток немесе кернеу импульсіне айналады сондықтан телеграфта жазбалы басқару апараты қолданылады. Сөйтіп ақпарат жазылып алынады.

Радиолакация деп радиотолқынның әр түрлі заттардан шағылған орнын анықтап, оны табуды айтады.

Радиолакациялы станцияның 1, 9. б-суретте блок сұлбасы және1, 9. в-суретте кернеудің уақытқа байланысты диаграммасы көрсетілген.

Сурет 1, 9. б. Радиолакациялы станцияның блок сұлбасы

Сурет1, 9. в. Кернеудің уақытқа байланысты диаграммасы

Бұндай станция модуляторы жоғары жиілікті кернеуді реттеуші генераторға импульсті түрде береді, ұзақтығы t, оның қайталану уақыты Т _с , бұны период жолы деп атайды. Генератор жоғары жиілікті тербелісті радиоимпульстер u түрінде қоздырып шығарады, алып жүру жиілігі f ₀ , уақыттың негізгі көрсеткіш мәндері t және Т _с. Антена арқылы қосқышқа радиоимпульстер антенаға түседі және электромагниттік толқын түрінде кешенге беріледі немесе радиолакационды нысанға М жеткізіледі. Нысанадан шағылғаннан кейін толқындар әр жақа бағытталып таралады және олардың бір бөлігін қабылдап, таратып бергіш антеналар ұстайды.

Импульс беруші зондирлеуші /аймақ қамтушы/ кері шағылушы импульс немесе жаңғырық импульсі деп атайды. Шағылған импульс антенаға кешігіп келеді, оған салыстырғанда шағылу моментінде зондирлеушіге қарағанда кешігу уақыты t, нысанаға дейінгі таралған электормагнит толқынына тең болады. t = 2r / c мұндағы r нысана алыстығы, с = 3 · 10 ⁸ м/с ауадағы радоитолқының таралу жылдамдығы.

Әр түрлі радио қабылдағыштар негізгі екі топқа бөлінеді: Әр жақты диапозондық және радио ақпараттық таратып беретін станциялар. Бірінші топқа жататындар: радиолокационды, новигациялы, телеақпаратты және көп арнайы алыс қашықтықтағы қабылдағыштар жатады.

Екінші топқа радиоақпаратты және телевизиондық бағдарламалар жатады. Қабылдағыштарды белгілі - бір түрлер арқылы классификация-лауға болады.

1. Жұмыс түріне.

2. Қабылдаған сигналдар модуляциясына.

3. Толқын диапозонына.

4. Қабылдағыштың сұлбалық түріне.

5. Электрлік қор көзінің жүйелеріне байланысты ажыратылады. Жекелеген топқа тоқталамыз.

6. Жұмыс түріне қарасты радиотелеграфтық, радиотелефонды, телеви-зиоционды, радиолокационды, радионовигациондық қабылдағыш-тар мен радио теле басқармалары жатады т. с. с. жазбалы дыбысты түрлері болады.

7. Қабылдағыш сигналдар модуляциясына қарай жиілікті амплитуда-лық сигналдарға және импульсті модуляцияға (уақыттық - импульстік, кілттік - импульстік болады) . Қазіргі көптеп қолданылатын қабылдағыштар түрі амплитудалы, жиілікті және импульсті, модуляциялы болады.

8. Толқындық диапозонда қабылдағыш түрлері ұзын толқынды, орташа толқынды, қысқа толқынды және ультра қысқа толқынды болады. Ультра қысқа толқындар метрлік, дициметрлік, сантиметрлік толқынға бөлінеді.

9. Қабылдағыштар сұлбасына байланысты: тікелей күшейткішті, бір жақты, супергенераторлы және екілі түрленгішті жиілікті болады.

10. Қор көзіне байланысты: тұрақты токта, айнымалы тоқта немесе құрғақ элементті әр түрлі түрленгішті болып бөлінеді.