Радиофизика и электроника: Методические указания по исследованию прохождения радиоимпульсов через избирательные цепи

М инисте р ство о б р а зо ва ния Р о ссийско й Ф е де р а ции В о р о не ж ский го суда р стве нный униве р сите т Ф изиче ский фа культе т Ка фе др а р а дио физики

М е то диче ские ука за ния по иссле до ва нию пр о хо ж де ния р а дио им пульсо в че р е з изб ир а те льные це пи. д л я сту д е нто в 4 к у рса д /о и 5 к у рса в /о спе циал ьно сти “ Р ад ио физик а и эл е к тро ник а” С о ста в или: д оц . Б е спа лов а М .Б . в е д . инж . В а силье в В .А .

В о р о не ж 2002 г

2

Ука за ния по те хнике б е зо па сно сти 1. П р о в е р ить на д е ж но сть з аз е мле ния (з а нуле ния) из ме р ите льных пр ибо р о в , испо льз уе мых в р а бо те . 2. З а з е млить пр е д на з на ч е нный д ля р а бо ты ма ке т и пр о из в е сти в се не о бхо д имые со е д ине ния пр о в о д а ми в со о тв е тств ии со схе мо й д ля в ыпо лне ния пе р в о го пункта ла бо р а то р но й р а бо ты. 3. В ключ ить эле ктр о пита ние пр ибо р о в и ма ке та . 4. В се пе р е со е д ине ния пр о в о д о в в пр о ц е ссе в ыпо лне ния ла бо р а то р но й р а бо ты пр о из в о д ить пр и о тключ е нно м пита нии из ме р ите льных пр ибо р о в и ма ке та . 5. Н а р а бо ч е м ме сте в пр о ц е ссе р а бо ты не д о лж но быть нич е го лиш не го . 6. В случ а е о тка з а в р а бо те ма ке та или из ме р ите льно го пр ибо р а по ста в ить в из в е стно сть о б это м пр е по д а в а те ля или ла бо р а нта и д е йств о в а ть в со о тв е тств ии с их ука з а ниями. 7. В случ а е по р а ж е ния эле ктр ич е ским то ко м о бе сто ч ить эле ктр ич е ские ц е пи путе м о тключ е ния р убильника или о тключ е ния ла бо р а то р но го сто ла о т р оз е то к на сте не . О ка з а ть по стр а д а в ш е му пе р в ую ме д иц инскую по мо щь и, в случ а е не о бхо д имо сти, в ыз в а ть в р а ч а . 8. П р и о ста в ле нии р а бо ч е го ме ста в р е ме нно или по о ко нч а нии р а бо ты в ыключ ить эле ктр о пита ние ма ке та и в се х пр ибо р о в .

I.

Це ль р а бо ты. Иссле д о в а ть иска ж е ния, в о з ника ющие пр и пр о хо ж д е нии р а д ио импульсо в с пр ямо уго льно й о гиба юще й и га р мо нич е ским з а по лне ние м ч е р е з по сле д о в а те льный, па р а лле льный и св яз а нные ко нтур ы.

II.

О сно в ные о пр е д е ле ния и со о тно ш е ния

Для иссле д о в а ния пр о хо ж д е ния сигна ла ч е р е злине йные систе мы (ц е пи) испо льз уются р а з лич ные ме то д ы, ср е д и ко то р ых о сно в ными яв ляются спе ктр а льный и в р е ме нный ме то д ы. С пе ктр а льный ме то д о сно в а н на испо льз о в а нии пе р е д а то ч но й функц ии ц е пи, ч а сто на з ыв а е мо й та кж е ко эффиц ие нто м пе р е д а ч и ц е пи. В случ а е ч е тыр е хпо люсника пе р е д а то ч на я ⋅

функц ия о пр е д е ляе тся ка к о тно ш е ние ко мпле ксных а мплитуд U 2 в ыхо д но го и ⋅

U 1 в хо д но го га р мо нич е ских сигна ло в с ч а сто то й ω ⋅

⋅

⋅

K ( jω ) = U 2 / U 1

П е р е д а то ч ную функц ию (1) уд о бно пр е д ста в лять в фо р ме ⋅

K ( jω ) = K (ω ) exp[ jϕ (ω )],

(1)

3 гд е

⋅

K (ω ) = K ( jω )

а мплитуд но - ч а сто тна я

ха р а кте р истика

(А ЧХ ),а

а р гуме нт ϕ (ω ) - фа з о -ч а сто тна я ха р а кте р истика . Е сли на в хо д лине йно й ц е пи д е йств уе тсигна л пр о из в о льно й фо р мы со спе ктр о м ∞

⋅

S 1 ( jω ) =

∫ s (t ) exp(− jω t )dt , 1

−∞

то в ыхо д но й сигна л s2 (t ) о пр е д е ляе тся в ыр а ж е ние м s2 (t ) =

1 2π

∞ ⋅

⋅

∫ S ( jω ) K ( jω ) exp( jω t ) dω . 1

−∞

Для мно гих р а д ио физ ич е ских ц е пе й, та к на з ыв а е мых уз ко по ло сных, из бир а те льных или р е з о на нсных, ха р а кте р но , ч то А ЧХ з а ме тно о тлич на о тнуля то лько в по ло се ч а сто т ∆ω c в о кр е стно сти не ко то р о й ч а сто ты ω 0 , на з ыв а е мо й ц е нтр а льно й или р е з о на нсно й. П р и это м ∆ω c << ω 0 . (2) С ле д о в а те льно , А ЧХ из бир а те льно й ц е пи K (ω ) ≈ 0 пр и ω 0 ± ω >> ∆ω c . (3) П усть на из бир а те льную ц е пь, А ЧХ ко то р о й уд о в ле тв о р яе т (2), (3) в оз д е йств уе туз ко по ло сный р а д ио сигна л s1 (t ) = A1 (t ) cos[ω 1t + θ 1(t )]. (4) З д е сь о гиба юща я A1 (t ) и фа з а θ 1(t ) - ме д ле нно из ме няющие ся функц ии по ср а в не нию с ко ле ба ние м не суще й ч а сто ты cos ω 1t . С игна л (4) уд о бно ⋅

⋅

пе р е писа ть в в ид е s1 (t ) = Re A1 (t ) exp ( jω 1t ) , гд е A1 (t ) = A1 (t ) exp[ jθ 1(t )] - ко мпле ксна я о гиба юща я. О бо з на ч им ⋅

As (Ω ) =

∞

1 ⋅ A1 (t ) exp (− jΩt )dt . 2 −∫∞

(5)

П р и это м в силу уз ко по ло сно сти сигна ла (4) ⋅

As (Ω ) ≈ 0

пр и

Ω >> ∆ω s ,

(6)

а по ло са ч а сто т ∆ω s сигна ла (4) уд о в ле тв о р яе тусло в ию ∆ω s << ω 1.

(7) П р и в оз д е йств ии уз ко по ло сно го р а д ио сигна ла (4), о бла д а юще го св о йств а ми (6), (7) на уз ко по ло сную (из бир а те льную) ц е пь, о бла д а ющую св о йств а ми (2), (3), в ыхо д но й сигна л s2 (t ) мо ж но з а писа ть в в ид е ⋅

s2 (t ) = Re A2 (t ) exp ( jω 1t ).

(8) З д е сь ко мпле ксна я о гиба юща я в ыхо д но го сигна ла мо ж е т быть р а ссч ита на по фо р муле ⋅

1 A2 (t ) ≈ π

∞ ⋅

⋅

∫ A s (Ω) K c [ j(∆ω 0 + Ω)]exp( jΩt )dΩ ,

(9)

−∞

гд е ⋅

K c [ j (∆ω 0 + Ω )] = K [ j (ω 0 + ∆ω 0 + Ω )] ,

(10)

4 а ∆ω 0 = ω 1 − ω 0 р а сстр о йка ц е нтр а льно й ч а сто ты ω 1 в хо д но го р а д ио сигна ла (4) о тно сите льно р е з о на нсно й ч а сто ты ω 0 из бир а те льно й ц е пи. В д е йств ите льно й фо р ме в ыхо д но й сигна л (8) з а писыв а е тся а на ло гич но в хо д но му сигна лу (4) s2 (t ) = A2 (t ) cos[ω 1t + θ 2 (t )]. (11) ⋅

⋅

З д е сь A2 (t ) = A2 (t ) , а θ 2 (t ) = arg A2 (t ) . Ра ссмо тр им кр а тко в р е ме нно й ме то д . О н о сно в а н на испо льз о в а нии импульсно й пе р е хо д но й функц ии систе мы (ц е пи) g (t ) . Импульсна я пе р е хо д на я функц ия пр е д ста в ляе тсо бо й о тклик (в ыхо д но й сигна л) систе мы пр и по д а ч е на е е в хо д сигна ла в в ид е д е льта – импульса Дир а ка . П р и испо льз о в а нии в р е ме нно го ме то д а в ыхо д но й сигна л s2 (t ) лине йно й ц е пи в ыр а ж а е тся ч е р е з пр о из в о льный в хо д но й сигна л s1 (t ) с по мо щью инте гр а ла св е р тки (инте гр а л Дюа ме ля, инте гр а л на ло ж е ния) s2 (t ) =

∞

∫ s (x )g (t − x )dx . 1

−∞

П р и это м импульсна я пе р е хо д на я функц ия g (t ) св яз а на функц ие й

⋅

K ( jω )

с пе р е д а то ч но й

(1) о бр а тным пр е о бр а з о в а ниям Ф ур ье 1 g (t ) = 2π

∞ ⋅

∫ K ( jω ) exp( jω t )dω .

−∞

Изэто го в ыр а ж е ния сле д уе т, ч то фо р ма

и св о йств а импульсно й пе р е хо д но й ⋅

функц ии g (t ) з а в исят о т в ид а и св о йств пе р е д а то ч но й функц ии K ( jω ) . П о это му, е сли р а ссма тр ив а е ма я ц е пь яв ляе тся из бир а те льно й, и д ля е е пе р е д а то ч но й функц ии в ыпо лняются усло в ия (2), (3), то импульсную пе р е хо д ную функц ию та ко й систе мы мо ж но пр е д ста в ить в в ид е g (t ) = G (t ) cos[ω 0t + γ (t )]. (12) З д е сь G (t ) и γ (t ) - ме д ле нно из ме няющие ся функц ии по ср а в не нию с ко ле ба ние м р е з о на нсно й ч а сто ты cos ω 0t . С о по ста в ляя (4) и (12), в ид им, ч то импульсна я пе р е хо д на я функц ия уз ко по ло сно й ц е пи име е тв ид , по д о бный в ид у уз ко по ло сно го р а д ио сигна ла . Т е пе р ь в ыхо д но й сигна л уз ко по ло сно й ц е пи пр и в оз д е йств ии на в хо д уз ко по ло сно го р а д ио сигна ла мо ж но з а писа ть ка к s2 (t ) ≈

∞

1 A1 ( x )G (t − x ) cos[∆ω 0 x + θ 2 −∫∞

1

(x ) + γ (t − x ) + ω 0 t ]dx .

(13)

Э то в ыр а ж е ние яв ляе тся о бщим, пр иго д ным д ля любых из бир а те льных ц е пе й и любых уз ко по ло сных сигна ло в . В р е ме нно й ме то д бо ле е эффе ктив е н в те х случ а ях, ко гд а в р е ме нные ха р а кте р истики сигна ло в или ц е пе й (или и те х и д р угих) о ка з ыв а ются бо ле е пр о стыми, ч е м спе ктр а льные . П усть о гиба юща я в хо д но го р а д ио импульса (4) име е т пр ямо уго льную фо р му  s1r (t ) =  

cos[ω 1t + ϕ

1

] , 0 ≤ t ≤ τи

0, t < 0, t > τи

(14)

5

З д е сь д ля пр о сто ты по ло ж или A1 (t ) ≡ 1 , а ϕ 1 - по сто янна я на ч а льна я фа з а. В мо ме нт в р е ме ни t = 0 (фр о нт импульса ) е го а мплитуд а ме няе тся ска ч ко м о т нуля д о е д иниц ы. В мо ме нт в р е ме ни t = τ и (д лите льно сть импульса ) е го а мплитуд а ска ч ко м ме няе тся о т е д иниц ы д о нуля (спа д импульса ). Для на хо ж д е ния в ыхо д но го сигна ла уз ко по ло сно й лине йно й систе мы не о бхо д имо иссле д о в а ть пр о ц е ссы на фр о нте и спа д е пр ямо уго льно го импульса (21) с га р мо нич е ским з а по лне ние м. Для р а ссмо тр е ния пр о ц е сса на фр о нте импульса в в е д е м сигна л cos[ω 1t + ϕ 1 ], t ≥ 0 s1 (t ) =  0, t < 0 

(15)

Для это го сигна ла функц ия (5) име е тв ид ⋅

As (Ω ) = exp ( jϕ

) / 2 jΩ .

(16) П усть сигна л (15) в о з д е йств уе т на о д ино ч ный ко ле ба те льный ко нтур с р ез о на нсно й ч а сто то й ω 0 = 1 / LC и д о бр о тно стью Q . Т о гд а функц ия (10) пе р е пиш е тся ка к 1

⋅

K c [ j (∆ω 0 + Ω )] = Q / j[1 + j (∆ω 0 + Ω )τ ].

З д е сь τ = 2Q / ω 0 , а д о бр о тно сть Q = Q=R

C L

(17)

1 L д ля по сле д о в а те льно го ко нтур а R C

и

-д ля па р а лле льно го ко нтур а . Н о р мир о в а нна я А ЧХ

о д ино ч но го

о пр е д е ляе тся

в ыр а ж е ние м

ко нтур а

D1 ( f ) = K (2π f ) / K (2π f 0 ) = 1 / 1 + Ω τ 2

2

= 1 / 1 + 2δ f Q , 2

2

f гд е δ f = ( f − f 0 ) / f 0 -о тно сите льна я р а сстр о йка ч а сто ты в хо д но го га р мо нич е ско го ко ле ба ния о тно сите льно го р е з о на нсно й ч а сто ты. П о д ста в ляя (16) и (17) в (9), по луч а е м, ч то пр о ц е сс на фр о нте пр ямо уго льно го импульса о писыв а е тся фо р муло й (11) , гд е те пе р ь A2 (t ) =

Q 1 + ∆ω 20τ

2

θ

  t 1 − 2 exp  − τ   2

1/ 2

  2t   cos ∆ω 0 t + exp −  ,   τ 

(t ) = ϕ 1− ϕ + ψ (t ) ,

  t    t ϕ = arctg∆ω 0τ , ψ (t ) = arctg exp −  sin ∆ω 0 t / 1 − exp  −  cos ∆ω 0 t   .  τ     τ

(18) (19) (20)

В ыр а ж е ние д ля в ыхо д но го пр о ц е сса на фр о нте пр ямо уго льно го р а д ио импульса суще ств е нно упр о ща е тся пр и со в па д е нии ц е нтр а льно й ч а сто ты в хо д но го р а д ио сигна ла ω 1 и р е з о на нсно й ч а сто ты ω 0 . Де йств ите льно , по ла га я в (18)… (20) ∆ω 0 = 0 , по луч а е м, ч то   t A2 (t ) = Q 1 − exp −  τ 

 (21)  , ϕ = 0 , ψ (t ) = 0   t  и в ыхо д но й сигна л о писыв а е тся в ыр а ж е ние м s2 (t ) = Q 1 − exp −  cos[ω 0t + ϕ 1 ] .  τ   П р и ∆ω 0 = 0 ле гко о пр е д е ляе тся д лите льно сть τ ф фр о нта в ыхо д но го сигна ла .

6 д о 0,9 е го П усть τ ф - в р е мя на р а ста ния в ыхо д но го сигна ла ма ксимума , то гд а из(21) име е м τ ф ≈ 2,3τ = 4,6Q / ω 0 . П о ско льку пр и t ≤ τ и р а д ио импульс (14) и сигна л (15) со в па д а ют, то пр и по д а ч е на в хо д о д ино ч но го ко нтур а р а д ио импульса (21) в ыхо д но й сигна л пр и t ≤ τ и о писыв а е тся в ыр а ж е ние м (11), куд а не о бхо д имо по д ста в ить (18) и (19). А на ло гич ным о бр а з о м мо ж но р а ссмо тр е ть пр о ц е сс на спа д е в хо д но го р а д ио импульса (14). Е сли τ и >> τ , то пр и t ≥ τ и о гиба юща я пр о ц е сса на в ыхо д е о д ино ч но го ко нтур а буд е тиме ть в ид s2 (t ) =

Q 1 + ∆ω τ 2 0

2

 t −τ exp − τ 

и

 . 

Ра ссмо тр им пр о хо ж д е ние пр ямо уго льно го р а д ио импульса (14) ч е р е зд в а о д ина ко в ые св яз а нные ко нтур а , ка ж д ый изко то р ых о бла д а е т д о бр о тно стью Q и р ез о на нсно й ч а сто то й ω 0 . П о ла га е м, ч то ко нтур а на стр о е ны на ч а сто ту з а по лне ния импульса (14), та к ч то ω 0 = ω 1 , ∆ω 0 = 0 . Т о гд а функц ия (10) пе р е пиш е тся ка к ⋅

K c ( jΩ ) =

kQ 2 , (1 + jΩτ )2 + k 2Q 2

(22)

гд е k -ко эффиц ие нт св яз и ме ж д у ко нтур а ми. Н о р мир о в а нна я А ЧХ св яз а нных ко нтур о в о пр е д е ляе тся в ыр а ж е ние м D2 ( f ) =

K (2π f ) = K (2π f 0 )

(1 + k Q ) 2

2 2

1 + k 2Q 2

+ 8(1 − k 2Q 2 )δ f 2Q 2 + 16δ f 4Q 4

.

П о д ста в ляя (16) и (22) в (9), по луч а е м, ч то о гиба юща я в ыхо д но го пр о ц е сса на фр о нте пр ямо уго льно го импульса име е тв ид kQ 2  kQ t kQ t    t  1 1 − exp −   sin + cos (23) . 2 2  1+ k Q  τ τ    τ   kQ В ч а стно м случ а е кр итич е ско й св яз и, ко гд а k = 1 / Q и kQ = 1 , по луч а е м A2 (t ) =

A2 (t ) =

Q t t   t  1 − exp  −  sin + cos  .  τ  2  τ  τ

П о ско льку пр и t ≤ τ и р а д ио импульс (14) и сигна л (15) со в па д а ют, то пр и по д а ч е на в хо д св яз а нных ко нтур о в р а д ио импульса (14) в ыхо д но й сигна л пр и t ≤ τ и о бла д а е то гиба юще й (23). А на ло гич ным о бр а з о м мо ж но р а ссмо тр е ть пр о ц е сс на спа д е р а д ио импульса (14). Е сли τ и >> τ , то пр и t ≥ τ и о гиба юща я пр о ц е сса на в ыхо д е св яз а нных ко нтур о в о писыв а е тся в ыр а ж е ние м A2 (t ) =

kQ 2  t −τ exp  − 2 2 1+ k Q τ 

и

t −τ и  t −τ    1 sin  kQ   + cos kQ τ  τ   kQ  

и

  . 

К те м ж е р е з ульта та м пр ихо д им, пр име няя в р е ме нно й ме то д . Т а к, на пр име р , t д ля о д ино ч но го ко нтур а в (13) тр е буе тся по ло ж ить G (t ) = ω 0 exp −  и γ (t ) = 0 .  τ

III.

П р а ктич е ска я ч а сть

О писа ние ла бо р а то р но й уста но в ки П р и в ыпо лне нии р а бо ты испо льз уютсясле д ующие р а д ио эле ктр о нные пр ибо р ы:

7 ге не р а то р в ысо ко й ч а сто ты типа Г 4- 18А , ге не р а то р импульсо в типа Г 5-54, о сц илло гр а ф унив е р са льный типа С 1-68. До пустима з а ме на ука з а нных типо в пр ибо р о в на д р угие с а на ло гич ными те хнич е скими ха р а кте р истика ми. Иссле д уе мые из бир а те льные ц е пи (по сле д о в а те льный, па р а лле льный и инд уктив но -св яз а нные ко нтур а ) смо нтир о в а ны в о тд е льно м ко р пусе , пр инц ипиа льна я эле ктр ич е ска я схе ма ма ке та пр ив е д е на на р исунке . Н а пе р е д не й па не ли ма ке та р а спо ло ж е ны: - гне з д а « В Х О Д» - д ля по д ключ е ния к ма ке ту иссле д уе мо го сигна ла ; - гне з д а « В Ы Х О Д –П О С ЛЕ Д. П А РА ЛЛ. – С В Я З А Н . » - д ля по д ключ е ния о сц илло гр а фа к в ыхо д у иссле д уе мо й ц е пи в р а з ных р е ж има х р а бо ты; - р уч ки « С 1, пФ » и « С 2, пФ » –д ля из ме не ния в е лич ины е мко сти ко нд е нса то р о в в со о тв е тств ующих ко ле ба те льных ко нтур а х; - тумбле р ы « Rд 1: 0-51», « Rд 2: 0-51», - д ля в ключ е ния в ц е пи ко нтур о в д о ба в о ч ных р е з исто р о в в е лич ино й 51 О м пр и р а бо те в со о тв е тств ующих р е ж има х; - тумбле р « Rш : 51 к - ∞ » - д ля в ключ е ния в ц е пь ко нтур а ш унтир ующе го р е з исто р а в е лич ино й 51 кО м в со о тв е тств ующих р е ж има х р а бо ты; - р уч ка д в иж ка « Г ЛУ Б ИН А С В Я З И» - д ля из ме не ния глубины св яз и ме ж д у ка туш ка ми ко ле ба те льных ко нтур о в в р е ж име р а бо ты со св яз а нными ко нтур а ми; бо ле е сильно й св яз и со о тв е тств уе т ме ньш е е з на ч е ние на ш ка ле д в иж ка (0-11). В Н ИМ АН ИЕ! П е р е д на ч а ло м р а бо ты р е ко ме нд уе тся о з на ко миться с « Т е хнич е ским о писа ние м и инстр укц ие й по эксплуа та ц ии» ка ж д о го из испо льз уе мых р а д ио эле ктр о нных пр ибо р о в . В ыпо лне ние р а бо ты I. О бща я ч а сть. О з на ко мле ние с з а писью р а д ио импульса на экр а не о сц илло гр а фа . О пр е д е ле ние па р а ме тр о в пе р ио д ич е ско й по сле д о в а те льно сти р а д ио импульсо в . Ф о р мир о в а ние не о бхо д имо й д ля р а бо ты по сле д о в а те льно сти р а д ио импульсо в пр о из в о д ится с по мо щью д в ух ге не р а то р о в : ге не р а то р а в ысо ко й ч а сто ты (Г В Ч) и ге не р а то р а импульсо в (Г И). К а ж д ый ге не р а то р го то в ится к р а бо те и в ключ а е тся в се ть со гла сно ука з а ниям, из ло ж е нным в « Т е хнич е ско м о писа нии и инстр укц ии по эксплуа та ц ии» пр ибо р а , по сле ч е го пр о из в о д ятся сле д ующие о пе р а ц ии: - уста но в ить на Г В Ч пе р в ый р а бо ч ий д иа па з о н ч а сто т(0,1-0,3 М Г ц ); - пе р е ключ а те ль р о д а р а бо т на Г В Ч уста но в ить в по ло ж е ние « В Н Е Ш . М О Д.»; - тумбле р « У РО В Е Н Ь « К »-« М %» по ста в ить в по ло ж е ние « К »; - гне з д о « 0,1-1V» ге не р а то р а со е д инить в в хо д о м « Y» о сц илло гр а фа ; - по луч ить на экр а не о сц илло гр а фа усто йч ив о е из о бр а ж е ние не пр е р ыв но го не мо д улир о в а нно го га р мо нич е ско го сигна ла ; - гне з д о « В Н Е Ш . М О Д.» Г В Ч со е д инить с в ыхо д о м I:I »

8 ге не р а то р а импульсо в ; - Н а ж а ть кно пку « х0,3» на кно по ч но м д е лите ле в ыхо д но го на пр яж е ния Г И; - на ж а ть кно пку « » о тр иц а те льно й по ляр но сти в ыхо д но го импульса ; - р уч ко й « А М П Л.» на Г И в ыста в ить стр е лку пр ибо р а на д е ле ние « 50»; - гне з д о « С ИН Х РО ИМ П У ЛЬ С Ы » Г И со е д инить с гне з д ом в не ш не й синхр о низ а ц ии о сц илло гр а фа ; - р уч ка ми лимбо в и кно по ч ными мно ж ите лями « ЧА С Т О Т А П О В Т О РЕ Н ИЯ Hz » и « ДЛИТ Е ЛЬ Н О С Т Ь µ s » уста но в ить д лите льно сть импульсо в р а в но й 0,5 ms и пе р ио д по в то р е ния импульсо в 1 ms ; - ма нипулир уя тумбле р о м по ляр но сти и р уч ко й « С ИН Х РО ИМ П У ЛЬ С Ы А М П Л.» на Г И по луч ить на экр а не усто йч ив о е из о бр а ж е ние не пр е р ыв но й по сле д о в а те льно сти р а д ио импульсо в в ыр а ба тыв а е мых ге не р а то р о м Г В Ч; - р уч ко й « У С Т А Н О В К А У РО В Н Я К » на Г В Ч по луч ить на экр а не 100% -ную мо д уляц ию сигна ла ; - з а р исо в а ть фо р му сигна ла с экр а на о сц илло гр а фа . 2. Иссле д о в а ние пр о хо ж д е ния р а д ио импульса ч е р е зпо сле д о в а те льный ко ле ба те льный ко нтур пр и р а з лич ных д о бр о тно стях ко нтур а . - гне з д о « 0,1-IV » Г В Ч со е д инить с гне з д о м « В Х О Д » ма ке та ; - гне з д о « В Ы Х О Д П О С ЛЕ Д.» ма ке та со е д инить с в хо д о м « Y» о сц илло гр а фа ; - пе р е ключ а те ль « К О Н Т У Р» уста но в ить в по ло ж е ние « П О С ЛЕ Д.»; - тумбле р « Rд 1» пе р е в е сти в по ло ж е ние « 0» ; тумбле р « Rш »- в « ∞ »; 2.I. С луч а й со в па д е ния ч а сто ты з а по лне ния р а д ио импульса c р ез о на нсно й ч а сто то й по сле д о в а те льно го ко нтур а . - р уч ку « С 1, П Ф » на ма ке те по ста в ить в пр о из в о льно е по ло ж е ние и, в р а ща я р уч ку « f» на Г В Ч, на стр о ить ко нтур в р е з о на нс по ма ксима льно му сигна лу на в ыхо д е ко нтур а , з а фиксир о в а в это з на ч е ние u max в д е ле ниях ш ка лы о сц илло гр а фа , и з на ч е ние р ез о на нсно й ч а сто ты f0 по ш ка ле ге не р а то р а ; - о тключ ить Г И о т Г В Ч, по луч ив не пр е р ыв ный га р мо нич е ский сигна л; - р уч ко й « f» Г В Ч уме ньш ить ч а сто ту ге не р а то р а д о те х по р , по ка сигна л на ко нтур е не ста не т р а в ным 0,7u max ; з а фиксир о в а ть эту ч а сто ту f 1; - р уч ко й « f» ув е лич ить ч а сто ту ге не р а то р а д о те х по р , по ка сигна л, д о стигнув св о е го ма ксима льно го з на ч е ния, сно в а не уме ньш ится д о в е лич ины 0,7u max ; з а фиксир о в а ть эту ч а сто ту f2; - испо льз уя фо р мулу Q = f0 / (f2 – f1), на йти д о бр о тно сть ко нтур а пр и д о ба в о ч но м р е з исто р е Rд 1 = 0;

9 - пр исо е д инить Г И к Г В Ч; - на стр о ив ш ись сно в а на р е з о на нсную ч а сто ту f0 , из ме р ить д лите льно сть фр о нта р а д ио импульса на в ыхо д е ко нтур а по ур о в ню 0,9; - а на ло гич ным о бр а з о м о пр е д е лить д о бр о тно сть ко нтур а пр и в е лич ине Rд 1 = 51 О м и из ме р ить д лите льно сть фр о нта в это м случ а е ; 2.2. С луч а й не со в па д е ния ч а сто ты з а по лне ния р а д ио импульса с р ез о на нсно й ч а сто то й по сле д о в а те льно го ко нтур а . - тумбле р « Rд 1» пе р е в е сти в по ло ж е ние « 0»; - р уч ку ко нд е нса то р а « C1, пФ » уста но в ить в пр о из в о льно е по ло ж е ние ; - р уч ко й « f» Г В Ч на йти р е з о на нсную ч а сто ту ко нтур а f0 , со о тв е тств ующую это му з на ч е нию C1; з а фиксир о в а ть з на ч е ние f0; - з а р исо в а ть фо р му ко ле ба ний на ко нтур е ; - р уч ко й « C1, пФ » из ме нить е мко сть в ко нтур е на 100-300 пФ та к, ч то бы на в ыхо д е ма ке та по яв ился сигна л с бие ниями; - з а р исо в а ть о сц илло гр а мму сигна ла с бие ниями и по не й из ме р ить пе р ио д бие ний; - на йти р а сстр о йку ко нтур а Δ f =|f1 - f0 |, о пр е д е лив f1 ка к р ез о на нсную ч а сто ту ко нтур а пр и но в о м з на ч е нии е мко сти ко нд е нса то р а С 1, ко то р о е было уста но в ле но д ля по луч е ния бие ний; - ср а в нить пе р ио д бие ний, по луч е нный р а не е по о сц илло гр а мме , с пе р ио д о м бие ний, по луч а е мым изз на ч е ния р а сстр о йки Δ f; - по о сц илло гр а мме импульса с бие ниями из ме р ить д лите льно сть е го фр о нта на ур о в не 0,9 о тма ксима льно го з на ч е ния; - тумбле р « Rд 1»пе р е в е сти в по ло ж е ние « 51», из ме нив та ким о бр а з ом д о бр о тно сть ко нтур а ; - д ля ко нтур а с из ме не нно й д о бр о тно стью из ме р ить по о сц илло гр а мме пе р ио д бие ний и д лите льно сть фр о нта импульса ; - з а р исо в а ть о сц илло гр а мму. 3. Иссле д о в а ние пр о хо ж д е ния р а д ио импульса ч е р е зпа р а лле льный ко нтур пр и р а з лич ных д о бр о тно стях ко нтур а . - пе р е ключ а те ль « К О Н Т У Р» на ма ке те пе р е в е сти в по ло ж е ние « П А РА ЛЛ.»; - тумбле р ы « Rд 1» и « Rд 2» по ста в ить в по ло ж е ние « 0»; - тумбле р « Rш » по ста в ить в по ло ж е ние « ∞ »; - по льз уясь ме то д ико й, из ло ж е нно й в п.2.1., о пр е д е лить д о бр о тно сть па р а лле льно го ко ле ба те льно го ко нтур а пр и з на ч е нии Rш = ∞ ; - пе р е в е сти тумбле р « Rш » в по ло ж е ние « 51к» и сно в а о пр е д е лить д о бр о тно сть ко нтур а ; 3.1. С луч а й со в па д е ния ч а сто ты з а по лне ния р а д ио импульса с р ез о на нсно й ч а сто то й па р а лле льно го ко нтур а . - тумбле р « Rш » пе р е не сти в по ло ж е ние « ∞ »;

10 - уста но в ить пр о из в о льно е з на ч е ние е мко сти ко нд е нса то р а C1; - из ме нить ч а сто ту сигна ла Г В Ч, уста но в ить е е р а в но й р е з о на нсно й д ля в ыбр а нно го з на ч е ния е мко сти C1; - з а р исо в а ть о сц илло гр а мму; - по о сц илло гр а мме на экр а не о пр е д е лить д лите льно сть фр о нта р а д ио импульса по ур о в ню 0,9u max ; - тумбле р « Rш » пе р е в е сти в по ло ж е ние « 51 к », из ме нив те м са мым д о бр о тно сть ко нтур а ; - по о сц илло гр а мме о пр е д е лить д лите льно сть фр о нта р а д ио импульса пр и из ме не нно й д о бр о тно сти ко нтур а . - з а р исо в а ть о сц илло гр а мму; 3.2. С луч а й не со в па д е ния ч а сто ты з а по лне ния р а д ио импульса с р ез о на нсно й ч а сто то й ко ле ба те льно го ко нтур а . - по а на ло гии с пункто м 2.2. по луч ить на в ыхо д е ко ле ба те льно го ко нтур а сигна л с бие ниями, з а р исо в а ть е го фо р му и по из о бр а ж е нию о пр е д е лить пе р ио д бие ний д ля з на ч е ний ш унтир ующе го р е з исто р а в на ч а ле Rш = ∞ , а з а те м Rш = 51 кО м. Рисунки сд е ла ть в о д но м ма сш та бе . - в ыч ислить р а сстр о йку Δ f и пе р ио д бие ний Т б = 1/ Δ f 4. Иссле д о в а ние пр о хо ж д е ния р а д ио импульса ч е р е з д в ухко нтур ную св яз а нную систе му. - пе р е ключ а те ль « К О Н Т У Р» пе р е в е сти в по ло ж е ние « С В Я З А Н .»; - в хо д « Y» о сц илло гр а фа со е д инить с гне з д о м « В Ы Х О Д С В Я З А Н .» ма ке та ; - уста но в ить тумбле р ы в по ло ж е ния: Rд 1 = 0, Rд 2 = 0, Rш = ∞ ; 4.1. О пр е д е ле ние глубины св яз и. - пе р е в е сти д в иж о к « Г ЛУ Б ИН А С В Я З И» в кр а йне е пр а в о е по ло ж е ние , ч то со о тв е тств уе тсла бо й св яз и ме ж д у ко нтур а ми; - гне з д о « В Н Е Ш .М О Д.» на Г В Ч о тключ ить о тГ И; - р уч ка ми « f» на Г В Ч и « C1, пФ », « C2, пФ » на ма ке те на стр о ить ко нтур ы в р е з о на нс на ч а сто ту з а по лне ния р а д ио импульсо в , по луч ив на экр а не ма ксима льный сигна л; - пе р е д в ига я р уч ку д в иж ка « Г ЛУ Б ИН А С В Я З И» спр а в а на ле в о , д о биться ма ксима льно го сигна ла на экр а не о сц илло гр а фа . Э то по ло ж е ние (l) со о тв е тств уе т о птима льно й св яз и ме ж д у ко нтур а ми, а та к ка к ко нтур а в ма ке те ид е нтич ны, то это l со в па д а е тс в е лич ино й кр итич е ско й св яз и l = l к р. Т а ким о бр а з о м, по ло ж е ние д в иж ка о пр е д е ляе тсв яз ь ме ж д у ко нтур а ми: l > l к р – св яз ь ме ньш е кр итич е ско й; l = l к р – св яз ь кр итич е ска я; l < l к р – св яз ь бо льш е кр итич е ско й. - з а фиксир о в а ть з на ч е ние l к р в д е ле ниях ш ка лы д в иж ка . 4.2. С нятие а мплитуд но -ч а сто тно й ха р а кте р истики.

11 - д ля тр е х з на ч е ний глубины св яз и ( l > l к р , l < lк р , l = l к р ) снять а мплитуд но -ч а сто тные ха р а кте р истики систе мы св яз а нных ко нтур о в , по стр о ить их гр а фич е ски на о д но м р исунке , пр о но р мир о в а в р е з ульта ты из ме р е ний на ма ксима льно е з на ч е ние сигна ла в ка ж д о м случ а е ; - по по стр о е нным гр а фич е ски а мплитуд но -ч а сто тным ха р а кте р истика м о пр е д е лить ч а сто ты св яз и fр 1 и fр 2 (р е з о на нсные ч а сто ты систе мы св яз а нных ко нтур о в ) и пе р ио д бие ний Т б . 4.3. С луч а й со в па д е ния ч а сто ты з а по лне ния р а д ио импульсо в с р ез о на нсно й ч а сто то й систе мы ко нтур о в (f = f0 = fр 1 = fр 2). - в ыхо д ге не р а то р а импульсо в Г И со е д инить с гне з д ом « В Н Е Ш .М О Д.» ге не р а то р а Г В Ч; - р уч ку д в иж ка « Г ЛУ Б ИН А С В Я З И» по ста в ить в кр а йне е пр а в о е по ло ж е ние ; - р уч ка ми « f» , « C1, пФ » и « C2, пФ » на стр о ить ко нтур а на ч а сто ту з а по лне ния р а д ио импульса , по луч ив ма ксима льно е з на ч е ние сигна ла на в ыхо д е ма ке та ; - з а р исо в а ть по луч е нный сигна л, ука з а в ма сш та бы по о сям ко о р д ина т; - уста но в ив по сле д о в а те льную р уч ку д в иж ка в по ло ж е ния l = l к р , l > lк р , l < l к р , на то м ж е р исунке з а р исо в а ть фо р му сигна ла д ля этих з на ч е ний глубины св яз и; - д ля те х ж е тр е х з на ч е ний глубины св яз и из ме р ить по о сц илло гр а мме д лите льно сть фр о нта импульса и пе р ио д бие ний. 4.4. С луч а й не со в па д е ния ч а сто ты з а по лне ния р а д ио импульса с ч а сто та ми f0, fр 1 и fр 2. - по луч ить и з а р исо в а ть в о д но м ма сш та бе сигна л на в ыхо д е ма ке та д ля тр е х з на ч е ний глубины св яз и (l > l к р , l < l к р , l = l к р ) , уста но в ив ч а сто ту з а по лне ния р а д ио импульса f в со о тв е тств ии с о д ним из усло в ий: а ) f р 1 < f < f р 2, f ≠ f0 б) f < f р1 в) f > f р2 В о тч е тпо р а бо те д о лж ны в хо д ить сле д ующие р е з ульта ты: П о п.1 Рисуно к пе р ио д ич е ско й по сле д о в а те льно сти р а д ио импульсо в с ука з а ние м д лите льно сти р а д ио импульса τи и пе р ио д а сле д о в а ния Т . П о п.2.1 Rд 1 = 0 Rд 2 = 51 О м Ре з о на нсна я ч а сто та ƒ0 , кГ ц + + Ча сто та (по ур . 0,7) ƒ 1 , кГ ц + + Ча сто та (по ур . 0,7) ƒ 2 , кГ ц + + До бр о тно сть ко нтур а Q = ƒ0 / (ƒ2 – ƒ1) + +

12 П о п.2.2

Рисуно к в ыхо д но го импульса на р ез о на нсно й ч а сто те Ре з о на нсна я ч а сто та ƒ0, кГ ц Рисуно к сигна ла с бие ниями по сле из ме не ния в е лич ины C1 П е р ио д бие ний, о пр е д е ле нный по р исунка м, Т б, мкс Длите льно сть фр о нта в ыхо д но го импульса (по ур . 0,9) τф , мкс Ре з о на нсна я ч а сто та ко нтур а по сле из ме не ния в е лич ины C1 ƒ1, кГ ц Ра сстр о йка ко нтур а Δ ƒ = | ƒ1- ƒ0 |, к Г ц П е р ио д бие ний Т б = 1 / Δ ƒ, мкс

Rд 1 = 0 +

Rд 2 = 51 О м

+ +

+ +

+

+

+

+

+

+

+ +

+ +

Rш = ∞ + + + +

Rш = 51 О м

Rш = ∞ +

Rш = 51 О м +

+

+

П о п.3

Ре з о на нсна я ч а сто та ƒ0, кГ ц Ча сто та (по ур . 0,7) ƒ 1 , кГ ц Ча сто та (по ур . 0,7) ƒ 2 , кГ ц До бр о тно сть ко нтур а Q = ƒ0 / (ƒ2 – ƒ1), кГ ц

+ + +

П о п.3.1

Рисуно к в ыхо д но го сигна ла на р е з о на нсно й ч а сто те ƒ0 Длите льно сть фр о нта в ыхо д но го импульса (по ур .0,9) τф, мкс

13 П о п.3.2 Рисуно к сигна ла с бие ниями П е р ио д бие ний, о пр е д е ле нный по р исунку Т б, мкс Ча сто та з а по лне ния р а д ио импульса ƒ, кГ ц Ре з о на нсна я ч а сто та ƒ0, кГ ц П е р ио д бие ний Т б = 1/ | ƒ- ƒ0 | , мкс

Rш = ∞ + +

Rш = 51 О м + +

+ + +

+ + +

Rш = ∞ + +

Rш = 51 О м

П о п.4.1 Ре з о на нсна я ч а сто та ƒ0, кГ ц К р итич е ска я глубина св яз и lк р, д е л

П о п.4.2 Т а блич но е и гр а фич е ско е пр е д ста в ле ние А ЧХ систе мы св яз а нных ко нтур о в д ля тр е х з на ч е ний в е лич ины св яз и l > lк р , l < lк р , l = lк р . ll к р Ча сто та св яз и (по р ис.) ƒр 1, кГ ц + + + Ча сто та св яз и (по р ис.) ƒр 2, кГ ц + + + П е р ио д бие ний Т б = 1/ | ƒр 2 – ƒр 1 | , мкс + + + П о п.4.3 Рисуно к в ыхо д но го сигна ла систе мы св яз а нных ко нтур о в д ля тр е х з на ч е ний в е лич ины св яз и l >l к р ,l < l к р ,l = l к р , з а р исо в а нный пр и усло в ии ƒ= ƒ 0 ll к р Длите льно сть фр о нта в ыхо д но го + + + импульса (по ур . 0,9), τф, мкс П е р ио д бие ний в ыхо д но го сигна ла (по + + + р исунку) Т б, мкс П о п.4.4 Рисуно к сигна ла тр е х з на ч е ний в е лич ины св яз и ll к р f р1 < f < f р2 + + + f < f р1 + + + f > f р2 + + +

14 Лите р а тур а 1. Г о но р о в ский И.С . Ра д ио те хнич е ские ц е пи и сигна лы. М .: С о в . Ра д ио , 1971 2. З е р но в П .В ., К а р по в В .Г . Т е о р ия р а д ио те хнич е ских ц е пе й. М .: Э не р гия, 1965. 3. А йз ино в М .М . Ра д ио те хнич е ские ц е пи и сигна лы. М .: Т р а нспо р т, 1966. 4. Х а р ке в ич А .А . О сно в ы р а д ио те хники. М .: С в яз ьиз д а т., 1963

Г о но р о в ский И.С . З е р но в Н .В ., К а р по в В .Г .

В хо д

П о сле д .

П а р а лл. с.245-251

С в яз а нн. с.251-252

с.161-180

с.180-193

с.201-237

L1 C1

C1

В4

Rш

C4

В4

П а р а лле льный ко нтур

С 3

Rш

В ыхо д

C4

П о сле д о в а те льный ко нтур

В хо д

С 5

В ыхо д

L1

В2

С 3

В хо д

Rд 1

В3

С 1

С 4

В ыхо д

Rд 2 L1

L2

С в яз а нные ко нтур а

C2

15

“С в яз а н.”

“П а р а л.”

3

С 2 Rд 2 51

“П о сле д .” 1

2

1000 С 5 62

В3 В 1.2

1

3

2

L2 С 4 100 L1 С 1 1000

Rш 51 к

В4

В 1.1 1 Rд 1 51

2

3 В2

1 2

В 1.3 3

С 3 150 В хо д

С о ста в ите ли: Б е спа ло в а М а р ина Б о р исо в на , В а силье в В ла д имир А на то лье в ич Ре д а кто р : Т ихо мир о в а О .А .