Устройства приема и обработки сигналов

Вопросы по дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы»

1. Колебания с амплитудной модуляцией: спектральные, векторные представления АМК. Энергетические соотношения.

2. Колебания с угловой модуляцией: полная фаза и мгновенная частота, аналитическая запись колебания с частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляцией. Спектр колебания при тональной угловой модуляции. Векторные диаграммы. Узкополосная и широкополосная ЧМ,

3. Аналитический сигнал, комплексная огибающая узкополосного сигнала. Спектральные свойства аналитического сигнала и его комплексной огибающей.

4. Прохождение белого шума через RC-цепь. Энергетический спектр и корреляционная функция процесса на выходе. Шумовая полоса пропускания цепи.

5. Спектральный анализ непериодических колебаний. Преобразование Фурье. Свойства преобразования Фурье (теоремы о спектрах). Спектры непериодических колебаний: экспоненциального импульса, дельта-импульса, единичного скачка.

6. Амплитудная модуляция в нелинейных цепях. Характеристики амплитудных модуляторов. Кольцевой модулятор. Получение специальных видов АМК (DSB и SSB).

7. Геометрические представления в теории сигналов. Ортогональные и ортонормированные системы базисных функций. Погрешности аппроксимации колебаний рядом Фурье.

8. Спектр периодического колебания. Комплексная и тригонометрическая формы ряда Фурье. Равенство Парсеваля. Распределение мощности в спектре периодического колебания. Спектр периодического колебания «меандр».

9. Классификация случайных колебаний. Одномерный и многомерный законы распределения, моментные функции случайных процессов.

10. Энергетический спектр случайного процесса. Теорема Винера-Хинчина. Модель случайного процесса в виде «белого» шума.

11. Преобразование частоты сигналов в нелинейных и линейных параметрических цепях.

12. Теорема Котельникова, формулировка и доказательство. База сигнала, теорема отсчетов в частотной области.

13. Передача сигналов с тональной модуляцией (АМК) через резонансный усилитель.

14. Авто- и взаимокорреляционные функции колебаний с конечной энергией и конечной средней мощностью. Основные свойства корреляционных функций.

15. Прохождение колебаний с угловой модуляцией через узкополосные цепи. Метод мгновенной частоты (на примере прохождения ЧМК с тональной модуляцией через резонансный усилитель).

16. Классификация радиотехнических сигналов. Представление произвольного колебания в виде обобщенного ряда Фурье.

17. Прохождение узкополосного случайного процесса через нелинейный безынерционный элемент с квадратичной проходной характеристикой.

18. Задача фильтрации сигналов из аддитивной смеси сигнала и стационарного шума. Критерии оптимальности. Фильтр, максимизирующий отношение сигнал/помеха. Передаточная функция фильтра. Согласованные фильтры. Пример синтеза согласованного фильтра.

19. Преобразование закона распределения случайного процесса в нелинейных безынерционных цепях. Пример.

20. Случайный процесс с нормальным законом распределения. Радиотехническая интерпретация таких понятий, как математическое ожидание, дисперсия, средний квадрат и др.

21. Импульсная характеристика согласованного фильтра. Отклик согласованного фильтра на сигнал. Характеристики шума на выходе такого фильтра. Характеристики обнаружения.

22. Детектирование АМК в нелинейных цепях. Линейное и квадратичное детектирование. Синхронный детектор.

23. Приближенный спектральный метод анализа прохождения сигнала через линейные цепи. Условия применимости метода. Приближенный метод интеграла свертки.

24. Обобщенная схема автогенератора. Дифференциальное уравнение LC-автогене­ратора. Условия возникновения колебаний. Режимы генерации.

25. Устойчивость активных цепей с обратной связью: критерии устойчивости Рауса-Гурвица, Найквиста, Михайлова.

Вопросы по дисциплине «Устройства генерирования и формирования сигналов»

1. Понятие генератора с внешним возбуждением (ГВВ). Функциональная схема ГВВ с обобщенным активным элементом. Баланс мощностей в ГВВ. Энергетические характеристики ГВВ: коэффициент усиления, электронный КПД, полный КПД. Аппроксимация статических характеристик активных элементов. Классификация режимов активных элементов (АЭ) в ГВВ. Временные диаграммы токов, протекающих во входной и выходной цепях АЭ в ГВВ при настроенной и расстроенной нагрузке. Гармонический анализ косинусоидальных импульсов тока. Цепи согласования: анализ простых цепей согласования, оценка фильтрации высших гармоник цепью согласования, КПД цепей согласования.

2. Выбор оптимального режима активного элемента в усилителе мощности. Нагрузочные характеристики усилителя мощности. Выбор угла отсечки выходного тока в усилителе мощности.

3. Влияние амплитуды напряжения возбуждения на режим усилителя мощности. Влияние напряжения смещения на режим усилителя мощности. Влияние напряжения питания на режим усилителя мощности.

4. Схемотехника генераторов с внешним возбуждением: схемы усилителей мощности с последовательным и параллельным подключениями источников питания и смещения, способы подачи напряжения смещения. Эквивалентные схемы генераторов для токов различных частот.

5. Амплитудная модуляция смещением (на примере базовой модуляции): схемная реализация, временные диаграммы, статические модуляционные характеристики; достоинства и недостатки; частотные искажения.

6. Амплитудная модуляция на выходной электрод (на примере коллекторной модуляции): схемная реализация, временные диаграммы, статические модуляционные характеристики; достоинства и недостатки; частотные искажения.

7. Комбинированная амплитудная модуляция. Усиление амплитудно-модулированных колебаний.

8. Умножители частоты.

9. Сложение мощностей активных элементов.

10. Автогенераторы с внешним смещением: зависимости средней крутизны АЭ от амплитуды автоколебаний; определение амплитуды устойчиво генерируемых колебаний, диаграммы срыва.

11. Автогенераторы с автосмещением: требования к цепям автосмещения; схема питания автогенератора с автосмещением, диаграмма смещения; нахождение амплитуды стационарных колебаний, нагрузочные характеристики.

12. Основные причины нестабильности частоты. Кварцевая стабилизация частоты колебаний: принцип работы, эквивалентная схема, частотные характеристики кварцевого резонатора. Схемы включения кварцевых резонаторов в автогенераторы.

13. Общие соотношения при частотной и фазовой модуляции. Характеристики передатчиков с частотной модуляцией. Способы получения колебаний с угловой модуляцией. Управление частотой автогенератора. Использование варикапа в качестве управителя частоты. Способы включения варикапа в контур. Частотно-модулируемый автогенератор по схеме Клаппа. Фазовые модуляторы.

14. Методы снижения нелинейных искажений частотных модуляторов. Методы стабилизации средней частоты частотных модуляторов. Методы увеличения девиации частоты частотных модуляторов.

15. Формирование радиосигналов с однополосной модуляцией: особенности и преимущества однополосной модуляции, временные диаграммы и спектры однополосных сигналов. Способы формирования однополосных сигналов. Использование балансных модуляторов и полосовых фильтров в формирователях однополосных сигналов. Требования к усилителям однополосных сигналов.

16. Метод многократной балансной модуляции формирования однополосного сигнала. Многоканальные устройства формирования однополосного сигнала, использующие способ многократной балансной модуляции. Фазокомпенсационный метод формирования однополосного сигнала (двух- и многофазная модуляция). Синтетический метод формирования однополосного сигнала (метод Верзунова).

17. Структурная схема передатчика с импульсной модуляцией. Виды импульсной модуляции. Временные диаграммы и спектры колебаний с импульсной модуляцией. Импульсные модуляторы для передатчиков с малой и большой скважностью: структурные схемы, сравнение. Использование накопительного конденсатора и длинной линии для формирования прямоугольного импульса.

18. Импульсные модуляторы с частичным разрядом накопительного конденсатора: схема, принцип работы, временные диаграммы, влияние паразитных емкостей на форму импульса, пути улучшения формы импульса, достоинства и недостатки модулятора.

Импульсные модуляторы с формирующей линией: схема, принцип работы, временные диаграммы.

19. Особенности работы и конструкции генераторных ламп СВЧ. Принципы построения ламповых усилителей мощности СВЧ. Усилители мощности СВЧ на металлокерамической лампе с одно- и двусторонним расположением колебательных систем. Ламповые автогенераторы СВЧ.

20. Усилитель мощности на пролетном клистроне. Автогенераторы на отражательном клистроне.

21. Генераторы на ЛБВ типа О. Усилители на ЛБВ типа О. Генераторы на ЛОВ типа О.

22. Транзисторные генераторы СВЧ: особенности мощных транзисторов СВЧ, эквивалентная схема СВЧ-транзистора. Усилители мощности СВЧ на транзисторах: схемы усилителей мощности, сравнительная характеристика схем с общим эмиттером и общей базой. Транзисторные автогенераторы СВЧ.

23. Принцип действия генератора СВЧ на диоде Ганна. Режимы работы генераторов на диодах Ганна. Генераторы на ЛПД: конструкция и принцип работы, механизм возникновения отрицательного сопротивления, режимы работы ЛПД. Диодные усилители и автогенераторы СВЧ: схемы и принцип работы усилителей мощности проходного и отражательного типов, перестройка частоты диодных автогенераторов.

24. Магнетронные генераторы: принцип работы, параметры, характеристики, модуляция.

25. Аналоговые синтезаторы частот, построенные по методу прямого и косвенного синтеза. Цифровые синтезаторы частот, построенные по методу прямого и косвенного синтеза.

Вопросы по дисциплине «Устройства приема и обработки сигналов»

1. Классификация и основные структурные схемы устройств приема и обработки сигналов, основные показатели.

2. Какова связь реальной чувствительности и коэффициента шума для супергетеродинного приемника?

3. Обобщенная эквивалентная схема одноконтурной входной цепи. Входные цепи при работе с ненастроенными антеннами.

4. Входная цепь с магнитной антенной. Входные цепи при работе с настроенными антеннами.

5. Усилители радиочастоты. Анализ обобщенной эквивалентной схемы усилителя радиочастоты. Общий подход, Y - параметры.

6. Преобразователь частоты, общая теория преобразования частоты (уравнения прямого и обратного преобразования частоты).

7. Частотная характеристика преобразователя частоты. Линейный и нелинейный режимы. Схемы преобразователей частоты.

8. Усилители промежуточной частоты. Типы усилителей промежуточной частоты и их показатели.

9. Усилители промежуточной частоты с фильтрами сосредоточенной избирательности.

10. Амплитудные детекторы (определение, принцип амплитудного детектирования). Схемы амплитудных детекторов.

11. Детекторы радиоимпульсов и пиковые детекторы. Синхронный детектор.

12. Частотные детекторы, назначение, основные характеристики и параметры. Схемы частотных детекторов.

13. Назначение, принцип действия фазового детектора. Схемы фазовых детекторов.

14. Системы автоматической регулировки усиления в радиоприемных устройствах. Основные параметры и характеристики систем автоматической регулировки усиления.

15. Системы частотной автоподстройки частоты. Назначение, принцип работы, характеристика регулирования, коэффициент автоподстройки.

16. Системы фазовой автоподстройки частоты. Назначение, принцип работы, характеристика регулирования. Области применения систем автоподстройки частоты.

17. Помехоустойчивость радиоприема. Методы борьбы с аддитивными, флуктуационными помехами в устройствах приема и обработки сигналов.

18. Методы подавления импульсных помех и их особенности.

19. Методы борьбы с замираниями. Разнесенный прием.

20. Приемник, использующий принцип стабилидина. Инфрадинный приемник.

21. Радиолокационные приемники. Панорамный приемник.

22. Особенности однополосной радиосвязи. Приемники сигналов с однобоковой модуляцией.

23. Приемники телеграфных сигналов.

24. Вещательные приемники. Приемники стереофонических сигналов по системам с полярной модуляцией и с пилот-тоном.

25. Телевизионные приемники.

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭКЗАМЕНЫ – 4 курс

Специальность 210406 «СЕТИ СВЯЗИ И СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

Группа Р-18

Дисциплины, выносимые на экзамены:

Направляющие системы связи

Системы коммутации