Радиотехнические устройства

Разработаны и широко используются в системах связи и радиоприемных устройствах многорезонаторные (имеющие 6...8 и более пар электродов) высококачественные ИПКФ с полосой пропускания порядка 0,1... ...10 кГц в диапазоне частот 1...300 МГц. Нижняя граница рабочих частот определяется допустимыми размерами подложки. Так, габариты пластины двухзвенного ИПКФ на частоту 1 МГц составляют примерно 40 х 20 X 1,5 мм. Кроме того, могут возникать трудности, связанные со сложностью возбуждения объемных колебаний в такой пластине при питании от низковольтных схем.

Изобретение в 1904 г. английским ученым Я. Флемингом двух-электродного электровакуумного прибора — диода и применение его в качестве детектора в радиоприемных устройствах, создание в 1907 г. в США Ли де Форестом трехэлектродной электронной лампы—триода, позволяющей усиливать и генерировать электрические колебания, произвели революцию в радиотехнике.

Гармонические колебания большой мощности используются в радиопередатчиках. В радиоприемных устройствах применяются избирательные усилители для выделения и последующего усиления нужного радиосигнала небольшой мощности.

Какие диоды применяют: а) для получения постоянного тока в химическом производстве; б) в качестве детекторов в радиоприемных устройствах? а) Точечные; б) плоскостные 127

В радиоприемных устройствах точно так же существенно обеспечить пропускание н усиление в одинаковой мере всей полосы частот, соотвйствующей диапазону звуковых частот, чтобы не было

В одних случаях переходные процессы в электрических цепях нежелательны и опасны (например, при коротких замыканиях в энергетиче-:ких системах). В других случаях переходный процесс представляет естественный, нормальный режим работы цепи, как это, например, :ямеет место в радиопередающих и радиоприемных устройствах, системах автоматического регулирования и других цепях.

В одних случаях переходные процессы в электрических цепях нежелательны и опасны (например, при коротких замыканиях в энергетических системах). В других случаях переходный процесс представляет собой естественный, нормальный режим работы цепи, как это, например, имеет место в'радиопередающих и радиоприемных устройствах, системах автоматического регулирования и других цепях.

Применение и конструктивные особенности диодов. Применение диодов основано на использовании их основного свойства — односторонней проводимости. Наиболее широко диоды применяют для преобразования переменного тока промышленной частоты в постоянный (выпрямление) и для выпрямления (детектирования) токов высокой частоты в радиоприемных устройствах и измерительных приборах. Свойства односторонней проводимости используют также в различных импульсных схемах.

Усилители высокой частоты. Эти усилители предназначены для усиления колебаний высокой частоты при сравнительно узкой относительно средней частоты полосе. Усилители высокой частоты, использующие резонансные свойства колебательного контура, называют резонансными. Наибольшее распространение такие усилители получили в радиоприемных устройствах (радиовещание, радиосвязь, радиолокация), а также в телемеханике, автоматике, измерительной технике и т. д.

Трансформаторы, предназначенные для согласования напряжений или сопротивлений между каскадами (звеньями) в радиопередающих и радиоприемных устройствах, усилителях и других устройствах, называются согласующими. Эти трансформаторы подразделяют на входные, промежуточные и выходные.

Частотопреобразовательные лампы предназначены для работы в супергетеродинных радиоприемных устройствах, где частота принятого высокочастотного сигнала преобразуется в более низкую — промежуточную частоту, на которой И ПРОИСХОДИТ ОСНОВ-ное усиление. Преобразование частоты происходит в специальной лампе-смесителе, к одной сетке которой подводится напряжение сигнала, а к другой — колебания от вспомогательного генератора — гетеродина. Частота колебаний гетеродина должна быть несколько выше или ниже частоты принятого сигнала. В результате воздействия на электронный поток лампы-смесителя двух напряжений с частотой сигнала сос и частотой гетеродина <вг на выходе можно выделить напряжение, частота которого равна разности этих двух частот: сос — юг = сопром или ог — сос = <апром.

Словом «инженер» называют (в буквальном его смысле) человека, умеющего делать машины, в нашем случае — радиотехнические устройства.

Реальное существование в определенных условиях гармонических спектральных составляющих сложных сигналов имеет важное практическое значение. Если, например, устройство, на входе которого действует АМ-сигнал (9) со спектром (12), не пропускает колебаний с боковыми частотами coo±Q, то на выходе этого устройства получатся гармонические (немодулированные) колебания (2) с частотой йп и постоянной амплитудой Uто. При этом выходной сигнал не совпадает по форме с входным сигналом и теряется информация, отображаемая законом изменения амплитуды, т. е. информация, переносимая боковыми составляющими АМ-сигнала. Таким образом, чтобы сигнал не изменялся по форме, радиотехнические устройства должны пропускать весь спектр сигнала.

При прохождении через радиотехнические устройства сигналы неизбежно .претерпевают различные изменения. Эти изменения могут производиться целенаправленно в ходе обработки сигналов в канале связи. Возможны и вынужденные изменения сигналов, обусловленные свойствами этого канала.

Все электротехнические и радиотехнические устройства представляют собой электромагнитные устройства, главные процессы в которых подчиняются общим законам электромагнетизма. В любом электромагнитном устройстве происходит движение электрических зарядов, неразрывно связанное с изменяющимся во времени и пространстве электромагнитным полем, двумя сторонами которого являются электрические и магнитные поля.

Автор благодарен коллективу кафедры «Конструирование и производство радиоэлектронной аппаратуры» (зав. кафедрой Ю. С. Карпов) Северо-Западного заочного политехнического института, доц. кафедры «Радиотехнические устройства и системы» Московского института электронного машиностроения Т. А. Ры-чиной, а также коллективу кафедры «Конструирование радиоаппаратуры» Харьковского ордена Трудового Красного Знамени института радиоэлектроники им. акад. М. К. Янгеля за полезные замечания при обсуждении и рецензировании рукописи. Кроме того, автор выражает признательность председателю Научно-методического совета проф., д-ру техн. наук В. Б. Пестрякову, советами и рекомендациями которого он пользовался.

В ЧТЗ на обоснование комплекта элементов блока РЭА необходимо вместе с прилагаемым перечнем элементов указать функциональное назначение блока, тип РЭА, параметры окружающей среды, механические воздействия, количественные характеристики, оценивающие требуемую надежность блока, и другие данные. Желательно подбирать известные студенту радиотехнические устройства, например аппаратуру широкого применения, самостоятельно разработанную обучающимся РЭА в период выполнения научно-исследовательской работы на кафедре, и др.

Современная радиолокационная станция может состоять из десятков тысяч'элементов массой от нескольких граммов до десятков килограммов. Попытка создать станцию в виде одного прибора приведет к абсурдным результатам: станция будет неудобна при транспортировке и размещении, будут затруднены ремонт и эксплуатация, станция будет обладать плохой технологичностью и надежностью. Поэтому современные сложные радиотехнические устройства обычно разделяют на приборы. Метод разделения, а также требования к конструкции приборов в значительной степени зависят от характеристик объекта, на котором будет установлено радиотехническое изделие, и от конструкции элементов, из которых состоит схема изделия.

13. Ушаков В. Н. Основы радиоэлектроники и радиотехнические устройства.— М.: Высшая школа, 1976.— 424 с.

Пьезоэффект применяют в звукопроводах высокочастотных многоотводных линий задержки (МЛЗ), в которых используют явление распространения упругих волн — волн Рэлея. Линиями задержки называют радиотехнические устройства, создающие задержку электрических сигналов во времени без искажения их формы. Волны Рэлея распространяются вблизи свободной границы твердого тела и пьезо-электрика и затухают с глубиной. На глубине, равной длине волны, плотность энергии в волне составляет примерно 0,05 плотности у поверхности. Скорость распространения волн по поверхности твердого тела в 105 раз меньше скорости электромагнитных колебаний для той же среды. Это дает возможность создания МЛЗ, работающих в диапазоне частот 10—100 МГц, с количеством отводов до 104 и с временем за-

Реальные электротехнические и радиотехнические устройства, строго говоря, не подчиняются линейному закону. При прохождении тока через проводник выделяется тепло, проводник нагревается и его сопротивление изменяется. С изменением тока в индуктивной катушке с магнитопроводом соотношение между потокосцеплением и током, т. е. параметр L, не остается постоянным. В зависимости от диэлектрика в большей или меньшей степени изменяется и емкость конденсатора в функции заряда

Сложные радиотехнические устройства, как правило, выпускаются малыми партиями, а иногда и в единичном экземпляре. Для того чтобы в этих условиях обеспечить технологичность выпускаемых изделий, конструктор должен увеличить объем применяемости входящих деталей и узлов. Объемом применяемости