ลักษณะสำคัญของสัญญาณวิทยุ การบรรยาย - วงจรและสัญญาณวิศวกรรมวิทยุ

จากก่อนหน้านี้ จะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ของสัญญาณผ่านกระบวนการส่งผ่านช่องทางการสื่อสารอย่างไร บางส่วนของกระบวนการเหล่านี้เป็นข้อบังคับสำหรับส่วนใหญ่ ระบบวิศวกรรมวิทยุโดยไม่คำนึงถึงวัตถุประสงค์ เช่นเดียวกับลักษณะของข้อความที่ส่ง ให้เราแสดงรายการกระบวนการพื้นฐานเหล่านี้ และบันทึกคุณสมบัติหลักที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบทั่วไปของช่องสัญญาณวิศวกรรมวิทยุ ซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 1.1.

การแปลงข้อความต้นฉบับเป็นสัญญาณไฟฟ้าและการเข้ารหัส. เมื่อส่งเสียงพูดและดนตรี การแปลงดังกล่าวจะดำเนินการโดยใช้ไมโครโฟน เมื่อส่งภาพ (โทรทัศน์) - ใช้หลอดส่งสัญญาณ (เช่น superorticon) เมื่อส่งข้อความที่เป็นลายลักษณ์อักษร (วิทยุโทรเลข) การเข้ารหัสจะดำเนินการก่อนซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าตัวอักษรแต่ละตัวของข้อความจะถูกแทนที่ด้วยชุดอักขระมาตรฐาน (เช่นจุดขีดกลางและหยุดชั่วคราวในรหัสมอร์ส) ซึ่ง จากนั้นจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน (เช่น พัลส์ที่มีระยะเวลาต่างกันหรือมีขั้วต่างกัน)

ควรสังเกตว่าไดอะแกรมในรูป 1.1 สอดคล้องกับกรณีที่ป้อนข้อมูล "ที่จุดเริ่มต้น" ของช่องทางการสื่อสารเช่น โดยตรงในเครื่องส่งสัญญาณ สถานการณ์จะค่อนข้างแตกต่างออกไป ตัวอย่างเช่น ในช่องเรดาร์ซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับเป้าหมาย (ระยะ ความสูง ความเร็ว ฯลฯ) จะถูกนำเสนอเนื่องจากการสะท้อนของคลื่นวิทยุจากเป้าหมายในพื้นที่ว่าง

การสร้างการสั่นความถี่สูง. เครื่องกำเนิดความถี่สูงเป็นที่มาของการสั่นของความถี่พาหะ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของช่องสัญญาณวิทยุสื่อสาร พลังของการสั่นจะแตกต่างกันไปตั้งแต่หนึ่งในพันของวัตต์ไปจนถึงล้านวัตต์ โดยธรรมชาติแล้วรูปแบบและขนาดที่สร้างสรรค์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้จะแตกต่างจากแบบที่ง่ายที่สุด องค์ประกอบขนาดเล็กไปจนถึงโครงสร้างทางเทคนิคที่โอ่อ่า

ลักษณะสำคัญของเครื่องกำเนิดความถี่สูงคือความถี่และช่วง (ความสามารถในการเปลี่ยนจากความถี่การทำงานหนึ่งไปเป็นอีกความถี่หนึ่งอย่างรวดเร็ว) พลังงานและประสิทธิภาพ โดยเฉพาะ ความสำคัญมีความเสถียรของความถี่ วิศวกรรมวิทยุในแง่นี้อยู่ในตำแหน่งพิเศษ เงื่อนไขการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุและช่วงความถี่สัญญาณที่กว้างกำหนดการใช้ความถี่พาหะที่สูงมาก เงื่อนไขของการประมวลผลสัญญาณกับพื้นหลังของสัญญาณรบกวนและความจำเป็นในการลดการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างช่องสัญญาณวิทยุต่างๆ ทำให้จำเป็นต้องลดการเปลี่ยนแปลงความถี่สัมบูรณ์ให้ได้มากที่สุด สิ่งนี้นำไปสู่ข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งสำหรับความเสถียรของความถี่สัมพัทธ์

การควบคุมการสั่น (มอดูเลต). กระบวนการมอดูเลตประกอบด้วยการเปลี่ยนพารามิเตอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่าของการสั่นความถี่สูงตามกฎหมายของข้อความที่ส่ง ตามกฎแล้วความถี่ของสัญญาณมอดูเลตนั้นมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความถี่พาหะของเครื่องกำเนิด ลูกเล่นต่างๆโดยปกติจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของศักย์ไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟ้ารวมอยู่ในวงจรของเครื่องส่งวิทยุ ลักษณะสำคัญของกระบวนการมอดูเลตคือระดับความสอดคล้องระหว่างการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของการสั่นความถี่สูงและสัญญาณมอดูเลต

การขยายสัญญาณที่อ่อนแอในเครื่องรับ. เสาอากาศรับสัญญาณจับพลังงานส่วนเล็กน้อยที่ปล่อยออกมาจากเสาอากาศเครื่องส่ง กำลังไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างสถานีส่งและสถานีรับ ระดับทิศทาง การแผ่รังสีของเสาอากาศและเงื่อนไขการแพร่กระจายคลื่นวิทยุ ที่อินพุตของเครื่องรับคือ 10 -10 ... 10 -14 W. ที่เอาต์พุตของเครื่องรับ สำหรับการลงทะเบียนสัญญาณที่เชื่อถือได้ จำเป็นต้องใช้กำลังงานเป็นมิลลิวัตต์ หน่วยวัตต์ หรือมากกว่านั้น นี่แสดงให้เห็นว่าอัตราขยายในตัวรับควรสูงถึง 10 7 ... 10 14 กำลังไฟหรือ 10 4 ... 10 7 กำลังไฟ

ในเครื่องรับที่ทันสมัย การลงทะเบียนสัญญาณที่เชื่อถือได้นั้นทำให้มั่นใจได้ที่แรงดันอินพุตของไมโครโวลต์ การแก้ปัญหาที่ซับซ้อนนี้เกิดขึ้นได้ด้วยความสำเร็จ อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย. นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญโดยวิธีการพิเศษในการสร้างวงจรรับสัญญาณซึ่งให้อัตราขยายสูงในขณะที่รักษาเสถียรภาพของเครื่องรับ วิธีการเหล่านี้รวมถึงการแปลง (ลดลง) ของความถี่การแกว่งในเส้นทางเครื่องรับ ซึ่งดำเนินการในลักษณะที่รักษาโครงสร้างของสัญญาณที่ส่ง (กระบวนการแปลงความถี่ไม่ได้ระบุไว้ในแผนภาพในรูปที่ 1.1) นอกจากอุปกรณ์รับสัญญาณแล้ว กระบวนการแปลงความถี่ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมวิทยุและอุปกรณ์การวัดวิทยุต่างๆ

ปัญหาของการขยายสัญญาณในเครื่องรับนั้นแยกออกจากปัญหาการแยกสัญญาณกับพื้นหลังของการรบกวนไม่ได้ ดังนั้นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักของเครื่องรับคือการเลือกซึ่งหมายถึงความสามารถในการแยกสัญญาณที่เป็นประโยชน์ออกจากการรวมกันของสัญญาณและอิทธิพลจากภายนอก (สัญญาณรบกวน) ที่แตกต่างจากสัญญาณในความถี่ การเลือกความถี่ดำเนินการโดยใช้วงจรสั่นพ้อง

การแยกข้อความจากการสั่นความถี่สูง (การตรวจจับและถอดรหัส). การตรวจจับเป็นกระบวนการย้อนกลับของการมอดูเลต ผลจากการตรวจจับ ควรได้รับแรงดัน (กระแส) ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในลักษณะเดียวกับพารามิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง (แอมพลิจูด ความถี่ หรือเฟส) ของการเปลี่ยนแปลงการสั่นแบบมอดูเลต กล่าวอีกนัยหนึ่ง ข้อความที่ส่งจะต้องได้รับการกู้คืน ตามกฎแล้วเครื่องตรวจจับจะเปิดที่เอาต์พุตของเครื่องรับดังนั้นจึงใช้การสั่นแบบมอดูเลตกับมันซึ่งขยายแล้วโดยขั้นตอนก่อนหน้าของเครื่องรับ ข้อกำหนดหลักสำหรับเครื่องตรวจจับคือการสร้างรูปคลื่นที่แม่นยำ

หลังจากการตรวจพบ สัญญาณจะถูกถอดรหัส กล่าวคือ กระบวนการนี้เป็นการย้อนกลับของการเข้ารหัส ในช่องสัญญาณวิทยุหลายช่องไม่ได้ใช้การเข้ารหัสและถอดรหัส

นอกเหนือจากกระบวนการข้างต้นไม่ทางใดก็ทางหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการแปลงสเปกตรัมความถี่ในอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุการขยายการสั่นโดยไม่มีการแปลงความถี่ซึ่งดำเนินการในแอมพลิฟายเออร์ต่างๆ เครื่องขยายเสียงเหล่านี้ประกอบด้วย:

แอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำของสัญญาณควบคุมที่ใช้ด้านหน้าของโมดูเลเตอร์เครื่องส่งสัญญาณรวมถึงที่เอาต์พุตของเครื่องรับ

เครื่องขยายสัญญาณพัลส์สั้นที่ใช้ในเทคโนโลยีโทรทัศน์และเรดาร์ รวมทั้งในระบบสื่อสารวิทยุแบบพัลซิ่ง

เครื่องขยายกำลังสูงความถี่สูงที่ใช้ในอุปกรณ์ส่งสัญญาณวิทยุ

เครื่องขยายสัญญาณความถี่สูงสำหรับสัญญาณอ่อนที่ใช้ในเครื่องรับวิทยุและอุปกรณ์ตรวจวัด

นอกเหนือจากกระบวนการที่กล่าวถึงซึ่งมีอยู่แล้วในสายวิทยุใด ๆ กระบวนการอื่น ๆ อีกมากมายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกรณีพิเศษจำนวนหนึ่ง: การคูณและหารความถี่, การสร้างพัลส์สั้น ชนิดต่างๆการปรับชีพจร ฯลฯ

บทที่ 1 องค์ประกอบของทฤษฎีทั่วไปของสัญญาณวิศวกรรมวิทยุ

คำว่า "สัญญาณ" มักพบได้ไม่เฉพาะในประเด็นทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังพบในชีวิตประจำวันด้วย บางครั้ง โดยไม่คำนึงถึงความเข้มงวดของคำศัพท์ เราระบุแนวคิดเช่น สัญญาณ ข้อความ ข้อมูล สิ่งนี้มักจะไม่นำไปสู่ความเข้าใจผิดเนื่องจากคำว่า "สัญญาณ" มาจากคำภาษาละติน "signum" - "sign" ซึ่งมีช่วงความหมายที่กว้าง

อย่างไรก็ตาม เมื่อเริ่มดำเนินการศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับวิศวกรรมวิทยุเชิงทฤษฎี ถ้าเป็นไปได้ เราควรชี้แจงความหมายที่มีความหมายของแนวคิดของ "สัญญาณ" ตามประเพณีที่ยอมรับ สัญญาณเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพของวัตถุตามเวลา ซึ่งทำหน้าที่แสดง ลงทะเบียน และส่งข้อความ ในทางปฏิบัติของกิจกรรมของมนุษย์ ข้อความจะเชื่อมโยงกับข้อมูลที่อยู่ในนั้นอย่างแยกไม่ออก

ช่วงของปัญหาตามแนวคิดของ "ข้อความ" และ "ข้อมูล" นั้นกว้างมาก เป็นเป้าหมายของวิศวกร นักคณิตศาสตร์ นักภาษาศาสตร์ และนักปรัชญา ในช่วงทศวรรษที่ 1940 K. Shannon ได้เสร็จสิ้นขั้นตอนแรกของการพัฒนาทิศทางทางวิทยาศาสตร์อย่างลึกซึ้ง - ทฤษฎีข้อมูล

ควรจะกล่าวว่าตามกฎแล้วปัญหาที่กล่าวถึงในที่นี้ไปไกลเกินขอบเขตของหลักสูตร "วงจรและสัญญาณวิทยุ" ดังนั้นหนังสือเล่มนี้จะไม่อธิบายความเชื่อมโยงที่มีอยู่ระหว่างลักษณะทางกายภาพของสัญญาณและความหมายของข้อความที่อยู่ในนั้น ยิ่งกว่านั้น คำถามเกี่ยวกับคุณค่าของข้อมูลที่อยู่ในข้อความและในท้ายที่สุด จะไม่มีการกล่าวถึงในสัญญาณ

1.1. การจำแนกประเภทของสัญญาณวิทยุ

เมื่อเริ่มศึกษาวัตถุหรือปรากฏการณ์ใหม่ ๆ วิทยาศาสตร์มักจะพยายามดำเนินการจำแนกเบื้องต้น ด้านล่างนี้เป็นการพยายามส่งสัญญาณ

เป้าหมายหลักคือการพัฒนาเกณฑ์การจำแนกประเภท และการกำหนดคำศัพท์เฉพาะซึ่งมีความสำคัญมากในอนาคต

คำอธิบายสัญญาณโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์

สัญญาณที่เป็นกระบวนการทางกายภาพสามารถศึกษาได้โดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์ โวลต์มิเตอร์ เครื่องรับ วิธีเชิงประจักษ์นี้มีข้อเสียเปรียบอย่างมาก ปรากฏการณ์ที่สังเกตโดยผู้ทดลองมักจะปรากฏเป็นลักษณะเฉพาะ ปรากฏเดี่ยวๆ โดยไม่มีระดับของลักษณะทั่วไปที่จะทำให้สามารถตัดสินคุณสมบัติพื้นฐานและทำนายผลลัพธ์ภายใต้เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงได้

ในการสร้างวัตถุสัญญาณของการศึกษาเชิงทฤษฎีและการคำนวณ จำเป็นต้องระบุวิธีการสำหรับคำอธิบายทางคณิตศาสตร์หรือในภาษาของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เพื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณภายใต้การศึกษา

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณสามารถเป็นได้ ตัวอย่างเช่น การพึ่งพาการทำงาน ซึ่งอาร์กิวเมนต์คือเวลา ตามกฎแล้วในอนาคตแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณดังกล่าวจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ของตัวอักษรละติน s(t), u(t), f(t) เป็นต้น

การสร้างแบบจำลอง (ในกรณีนี้ สัญญาณทางกายภาพ) เป็นขั้นตอนแรกที่จำเป็นต่อการศึกษาคุณสมบัติของปรากฏการณ์อย่างเป็นระบบ ประการแรก แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ช่วยให้เราสามารถแยกแยะลักษณะเฉพาะของสัญญาณพาหะได้ ในวิศวกรรมวิทยุ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เดียวกันนี้อธิบายกระแส แรงดัน ความแรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ ด้วยความสำเร็จที่เท่าเทียมกัน

ด้านที่สำคัญของวิธีการเชิงนามธรรมตามแนวคิดของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ อยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าเราได้รับโอกาสในการอธิบายคุณสมบัติของสัญญาณที่ทำหน้าที่ชี้ขาดความสำคัญอย่างเป็นกลาง ในกรณีนี้ คุณสมบัติย่อยจำนวนมากจะถูกละเว้น ตัวอย่างเช่น ในกรณีส่วนใหญ่ เป็นการยากที่จะเลือกการพึ่งพาการทำงานที่แน่นอนซึ่งจะสอดคล้องกับการสั่นทางไฟฟ้าที่สังเกตได้จากการทดลอง ดังนั้นนักวิจัยซึ่งได้รับคำแนะนำจากจำนวนข้อมูลทั้งหมดที่มีให้เขาเลือกจากคลังแสงของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณที่มีอยู่ซึ่งในสถานการณ์เฉพาะอธิบายกระบวนการทางกายภาพด้วยวิธีที่ดีที่สุดและง่ายที่สุด ดังนั้น การเลือกแบบจำลองจึงเป็นกระบวนการที่สร้างสรรค์อย่างมาก

ฟังก์ชันที่อธิบายสัญญาณสามารถใช้ทั้งค่าจริงและค่าเชิงซ้อน ดังนั้นในอนาคตเรามักจะพูดถึงสัญญาณจริงและซับซ้อน การใช้หลักการอย่างใดอย่างหนึ่งเป็นเรื่องของความสะดวกทางคณิตศาสตร์

เมื่อทราบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณ เราสามารถเปรียบเทียบสัญญาณเหล่านี้กับสัญญาณอื่นๆ สร้างเอกลักษณ์และความแตกต่าง และจำแนกสัญญาณเหล่านั้นได้

สัญญาณหนึ่งมิติและหลายมิติ

สัญญาณทั่วไปสำหรับวิศวกรรมวิทยุคือแรงดันที่ขั้วของวงจรหรือกระแสในสาขา

สัญญาณดังกล่าวซึ่งอธิบายโดยฟังก์ชันเดียวของเวลา มักเรียกว่าหนึ่งมิติ ในหนังสือเล่มนี้จะมีการศึกษาสัญญาณหนึ่งมิติบ่อยที่สุด อย่างไรก็ตาม บางครั้งก็สะดวกที่จะนำสัญญาณหลายมิติหรือเวกเตอร์ของแบบฟอร์มมาพิจารณา

เกิดจากชุดของสัญญาณหนึ่งมิติ จำนวนเต็ม N เรียกว่ามิติของสัญญาณดังกล่าว (คำศัพท์ยืมมาจากพีชคณิตเชิงเส้น)

ตัวอย่างเช่น สัญญาณหลายมิติคือระบบแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมัลติโพล

โปรดทราบว่าสัญญาณหลายมิติเป็นชุดสัญญาณหนึ่งมิติที่เรียงลำดับกัน ดังนั้น ในกรณีทั่วไป สัญญาณที่มีลำดับส่วนประกอบต่างกันจะไม่เท่ากัน:

โมเดลสัญญาณหลายมิติมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อวิเคราะห์การทำงานของระบบที่ซับซ้อนโดยใช้คอมพิวเตอร์

สัญญาณที่กำหนดและสุ่ม

หลักการอีกประการหนึ่งสำหรับการจำแนกประเภทของสัญญาณวิทยุนั้นขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้หรือความเป็นไปไม่ได้ในการทำนายค่าทันทีอย่างแม่นยำในเวลาใดก็ได้

หากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณอนุญาตการทำนายดังกล่าว สัญญาณนั้นจะถูกเรียกว่ากำหนดขึ้น วิธีการตั้งค่าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ - สูตรทางคณิตศาสตร์ อัลกอริทึมการคำนวณและสุดท้ายคือคำอธิบายด้วยวาจา

พูดอย่างเคร่งครัด สัญญาณเชิงกำหนดเช่นเดียวกับกระบวนการเชิงกำหนดที่สอดคล้องกับสัญญาณเหล่านั้น ไม่มีอยู่จริง ปฏิสัมพันธ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของระบบกับวัตถุทางกายภาพที่อยู่รอบ ๆ การปรากฏตัวของความผันผวนทางความร้อนที่วุ่นวายและความไม่สมบูรณ์ของความรู้เกี่ยวกับสถานะเริ่มต้นของระบบ - ทั้งหมดนี้ทำให้เราพิจารณาสัญญาณจริงว่าเป็นฟังก์ชันสุ่มของเวลา

ในทางวิศวกรรมวิทยุ สัญญาณแบบสุ่มมักจะแสดงตัวว่าเป็นสัญญาณรบกวน ทำให้ไม่สามารถดึงข้อมูลจากรูปคลื่นที่ได้รับ ปัญหาในการต่อสู้กับสัญญาณรบกวน การเพิ่มภูมิคุ้มกันทางเสียงของการรับสัญญาณวิทยุเป็นหนึ่งในปัญหาหลักของวิศวกรรมวิทยุ

ดูเหมือนว่าแนวคิดของ "สัญญาณสุ่ม" นั้นขัดแย้งกัน อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่ ตัวอย่างเช่น สัญญาณที่ส่งออกจากเครื่องรับของกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ส่งไปยังแหล่งกำเนิดของรังสีคอสมิกเป็นการสั่นแบบโกลาหล ซึ่งอย่างไรก็ตาม มีข้อมูลต่างๆ เกี่ยวกับวัตถุธรรมชาติ

ไม่มีขอบเขตที่ผ่านไม่ได้ระหว่างสัญญาณกำหนดและสุ่ม

บ่อยครั้งมาก ในสภาวะที่ระดับสัญญาณรบกวนน้อยกว่าระดับสัญญาณที่มีประโยชน์ซึ่งมีรูปร่างที่ทราบ แบบจำลองเชิงกำหนดที่เรียบง่ายกว่านั้นค่อนข้างเพียงพอต่องาน

วิธีการทางวิศวกรรมวิทยุเชิงสถิติที่พัฒนาขึ้นในทศวรรษที่ผ่านมาสำหรับการวิเคราะห์คุณสมบัติ สัญญาณสุ่มมีคุณสมบัติเฉพาะหลายอย่างและขึ้นอยู่กับเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีความน่าจะเป็นและทฤษฎีของกระบวนการสุ่ม หลายบทของหนังสือเล่มนี้จะอุทิศให้กับคำถามเหล่านี้ทั้งหมด

สัญญาณแรงกระตุ้น

ระดับของสัญญาณที่สำคัญมากสำหรับวิศวกรรมวิทยุคือแรงกระตุ้น นั่นคือ การสั่นที่เกิดขึ้นภายในระยะเวลาจำกัดเท่านั้น ในกรณีนี้ วิดีโอพัลส์ (รูปที่ 1.1, a) และคลื่นวิทยุ (รูปที่ 1.1, b) มีความแตกต่างกัน ความแตกต่างระหว่างแรงกระตุ้นหลักทั้งสองประเภทมีดังนี้ หากเป็นพัลส์วิดีโอ แสดงว่าเป็นพัลส์วิทยุที่สอดคล้องกัน (ความถี่และค่าเริ่มต้นนั้นไม่มีกฎเกณฑ์) ในกรณีนี้ฟังก์ชันนี้เรียกว่าซองจดหมายของพัลส์วิทยุและฟังก์ชันนี้เรียกว่าการเติม

ข้าว. 1.1. สัญญาณพัลส์และลักษณะเฉพาะ: a - video pulse, b - radio pulse; c - การกำหนดพารามิเตอร์ตัวเลขของแรงกระตุ้น

ในการคำนวณทางเทคนิค แทนที่จะใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์ซึ่งคำนึงถึงรายละเอียดของ "โครงสร้างละเอียด" ของพัลส์ มักใช้พารามิเตอร์ตัวเลขเพื่อให้แนวคิดที่เรียบง่ายเกี่ยวกับรูปร่างของมัน ดังนั้นสำหรับพัลส์วิดีโอที่มีรูปร่างใกล้เคียงกับสี่เหลี่ยมคางหมู (รูปที่ 1.1, c) เป็นเรื่องปกติที่จะกำหนดแอมพลิจูด (ความสูง) A. จากพารามิเตอร์เวลาระบุระยะเวลาของพัลส์, ระยะเวลาของ ด้านหน้าและระยะเวลาของการตัด

ในวิศวกรรมวิทยุ พวกเขาจัดการกับพัลส์แรงดันไฟฟ้า แอมพลิจูดซึ่งมีตั้งแต่เศษส่วนของไมโครโวลต์ไปจนถึงหลายกิโลโวลต์ และระยะเวลาจะถึงเศษส่วนของนาโนวินาที

สัญญาณอะนาล็อก ดิสครีต และดิจิตอล

สิ้นสุด รีวิวสั้น ๆหลักการจำแนกประเภทของสัญญาณวิทยุมีดังต่อไปนี้ บ่อยครั้งที่กระบวนการทางกายภาพที่สร้างสัญญาณมีวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไปในลักษณะที่สามารถวัดค่าสัญญาณได้ จุดใดก็ได้ในเวลา สัญญาณของคลาสนี้มักเรียกว่าอะนาล็อก (ต่อเนื่อง)

คำว่า "สัญญาณอะนาล็อก" เน้นว่าสัญญาณดังกล่าวเป็น "อะนาล็อก" ซึ่งคล้ายกับกระบวนการทางกายภาพที่สร้างสัญญาณนั้นขึ้นมา

สัญญาณอะนาล็อกหนึ่งมิติจะแสดงด้วยกราฟ (ออสซิลโลแกรม) ซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งแบบต่อเนื่องหรือมีจุดพัก

ในขั้นต้น สัญญาณประเภทแอนะล็อกเท่านั้นที่ใช้ในวิศวกรรมวิทยุ สัญญาณดังกล่าวทำให้สามารถแก้ปัญหาทางเทคนิคที่ค่อนข้างง่ายได้สำเร็จ (การสื่อสารทางวิทยุ โทรทัศน์ ฯลฯ) สัญญาณอะนาล็อกนั้นง่ายต่อการสร้าง รับ และประมวลผลโดยใช้วิธีการที่มีอยู่ในขณะนั้น

ข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบวิศวกรรมวิทยุ การใช้งานที่หลากหลายทำให้เราต้องมองหาหลักการใหม่สำหรับการก่อสร้าง ในหลายกรณี ระบบแอนะล็อกถูกแทนที่ด้วยระบบพัลส์ ซึ่งการทำงานขึ้นอยู่กับการใช้งาน สัญญาณไม่ต่อเนื่อง. แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ง่ายที่สุดของสัญญาณแยกคือชุดของจุดที่นับได้ - จำนวนเต็ม) บนแกนเวลา ซึ่งแต่ละค่าอ้างอิงของสัญญาณจะถูกกำหนด ตามกฎแล้ว ขั้นตอนการสุ่มสัญญาณสำหรับแต่ละสัญญาณจะคงที่

ข้อดีอย่างหนึ่งของสัญญาณแยกที่เหนือกว่าสัญญาณอะนาล็อกคือ ไม่จำเป็นต้องสร้างสัญญาณซ้ำอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะส่งข้อความจากแหล่งต่าง ๆ ผ่านลิงค์วิทยุเดียวกัน จัดระเบียบการสื่อสารหลายช่องทางพร้อมการแยกช่องในเวลา

เป็นที่ชัดเจนโดยสัญชาตญาณว่าสัญญาณอะนาล็อกที่แปรผันตามเวลาอย่างรวดเร็วจำเป็นต้องมีขั้นตอนเล็กน้อยในการสุ่มตัวอย่าง ในช. 5 ประเด็นสำคัญพื้นฐานนี้จะได้รับการสำรวจโดยละเอียด

สัญญาณแยกชนิดพิเศษคือ สัญญาณดิจิตอล. พวกเขาโดดเด่นด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าค่าอ้างอิงถูกนำเสนอในรูปแบบของตัวเลข ด้วยเหตุผลด้านความสะดวกทางเทคนิค การนำไปใช้งานและการประมวลผลมักจะใช้เลขฐานสองที่มีจำกัด และไม่มากเกินไปตามกฎ จำนวนมากการปลดปล่อย เมื่อเร็ว ๆ นี้มีแนวโน้มไปสู่การแนะนำระบบด้วยสัญญาณดิจิตอลอย่างแพร่หลาย นี่เป็นเพราะความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์และวงจรรวม

โปรดทราบว่าโดยพื้นฐานแล้วสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องหรือสัญญาณดิจิตอลใด ๆ (เรากำลังพูดถึงสัญญาณ - กระบวนการทางกายภาพไม่ใช่แบบจำลองทางคณิตศาสตร์) เป็นสัญญาณอะนาล็อก ดังนั้นสัญญาณอะนาล็อกที่เปลี่ยนแปลงช้าในเวลาสามารถเปรียบเทียบได้กับภาพแยกซึ่งมีรูปแบบของลำดับของพัลส์วิดีโอสี่เหลี่ยมในช่วงเวลาเดียวกัน (รูปที่ 1.2, a); ความสูงของพัลส์เหล่านี้เป็นสัดส่วนกับค่าที่จุดอ้างอิง อย่างไรก็ตาม คุณสามารถทำอย่างอื่นได้ โดยรักษาความสูงของพัลส์ให้คงที่ แต่เปลี่ยนระยะเวลาตามค่าอ้างอิงปัจจุบัน (รูปที่ 1.2, b)

ข้าว. 1.2. การแยกสัญญาณอะนาล็อก: a - พร้อมแอมพลิจูดของตัวแปร b - ด้วยระยะเวลาที่ผันแปรของพัลส์อ้างอิง

วิธีการสุ่มตัวอย่างสัญญาณอะนาล็อกทั้งสองวิธีที่นำเสนอนี้จะเทียบเท่ากันหากเราคิดว่าค่าของสัญญาณอะนาล็อกที่จุดสุ่มตัวอย่างเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ของพัลส์วิดีโอแต่ละรายการ

การบันทึกค่าอ้างอิงในรูปแบบของตัวเลขยังดำเนินการโดยการแสดงค่าหลังในรูปแบบของลำดับของพัลส์วิดีโอ ระบบเลขฐานสองเหมาะอย่างยิ่งสำหรับขั้นตอนนี้ ตัวอย่างเช่น เป็นไปได้ที่จะเชื่อมโยงระดับสูงกับหนึ่ง และระดับศักย์ต่ำกับศูนย์ f สัญญาณแยกและคุณสมบัติของสัญญาณจะได้รับการศึกษาโดยละเอียดในบทที่ 15.

ก่อนที่จะเริ่มศึกษาปรากฏการณ์ กระบวนการ หรือวัตถุใหม่ใดๆ วิทยาศาสตร์มักจะพยายามจำแนกสิ่งเหล่านั้นตามคุณลักษณะที่เป็นไปได้มากที่สุด ในการพิจารณาและวิเคราะห์สัญญาณ เราจะแยกคลาสหลักออกจากกัน นี่เป็นสิ่งจำเป็นด้วยเหตุผลสองประการ ขั้นแรก การตรวจสอบว่าสัญญาณเป็นของคลาสใดคลาสหนึ่งหรือไม่นั้นเป็นขั้นตอนการวิเคราะห์ ประการที่สอง เพื่อแสดงและวิเคราะห์สัญญาณของคลาสต่างๆ มักจำเป็นต้องใช้เครื่องมือและแนวทางที่แตกต่างกัน แนวคิดพื้นฐาน ข้อกำหนด และคำจำกัดความในด้านสัญญาณวิทยุกำหนดขึ้นโดยมาตรฐานแห่งชาติ (เดิมคือรัฐ) “สัญญาณวิทยุ ข้อกำหนดและคำจำกัดความ". สัญญาณวิทยุมีความหลากหลายมาก ส่วนหนึ่งของการจำแนกสัญญาณโดยสังเขปตามคุณสมบัติหลายประการแสดงไว้ในรูปที่ 1. รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดต่างๆ มีดังต่อไปนี้ สะดวกในการพิจารณาสัญญาณวิศวกรรมวิทยุในรูปแบบของฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดในเวลาและพิกัดทางกายภาพ จากมุมมองนี้ สัญญาณมักจะอธิบายด้วยหนึ่ง (สัญญาณหนึ่งมิติ; n = 1), สอง

(สัญญาณสองตัวแปร n = 2) หรือมากกว่า (สัญญาณหลายตัวแปร n > 2) ตัวแปรอิสระ สัญญาณหนึ่งมิติเป็นเพียงฟังก์ชันของเวลาเท่านั้น ในขณะที่สัญญาณหลายมิติยังสะท้อนตำแหน่งในปริภูมิ n มิติอีกด้วย

รูปที่ 1 การจำแนกประเภทของสัญญาณวิทยุ

เพื่อความชัดเจนและการทำให้เข้าใจง่าย เราจะพิจารณาสัญญาณที่ขึ้นกับเวลาหนึ่งมิติเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม เนื้อหาของบทช่วยสอนอนุญาตให้ทำให้เป็นลักษณะทั่วไปในกรณีหลายมิติ เมื่อสัญญาณแสดงเป็นเซตของจุดที่จำกัดหรือไม่มีที่สิ้นสุด ตัวอย่างเช่น ในอวกาศ ตำแหน่งที่ขึ้นอยู่กับเวลา ในระบบโทรทัศน์ สัญญาณภาพขาวดำสามารถมองเป็นฟังก์ชัน f(x, y, f) ของพิกัดเชิงพื้นที่และเวลาสองพิกัด ซึ่งแสดงถึงความเข้มของรังสีที่จุด (x, y) ที่เวลา t ที่แคโทด . เมื่อส่งสัญญาณโทรทัศน์สี เรามีสามฟังก์ชัน f(x, y, t), g(x, y, t), h(x, y, t) ที่กำหนดไว้ในชุดสามมิติ (เราสามารถพิจารณาสิ่งเหล่านี้ได้ด้วย สามหน้าที่เป็นส่วนประกอบของฟิลด์เวกเตอร์สามมิติ) นอกจากนี้ สัญญาณโทรทัศน์ประเภทต่างๆ อาจเกิดขึ้นเมื่อภาพโทรทัศน์ถูกส่งไปพร้อมกับเสียง

สัญญาณหลายมิติคือชุดคำสั่งของสัญญาณหนึ่งมิติ ตัวอย่างเช่น สัญญาณหลายมิติถูกสร้างขึ้นโดยระบบแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมัลติโพล (รูปที่ 2) สัญญาณหลายมิติอธิบายโดยฟังก์ชันที่ซับซ้อน และการประมวลผลมักจะทำได้ในรูปแบบดิจิทัล ดังนั้นโมเดลสัญญาณหลายมิติจึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่วิเคราะห์การทำงานของระบบที่ซับซ้อนโดยใช้คอมพิวเตอร์ ดังนั้นสัญญาณหลายมิติหรือเวกเตอร์จึงประกอบด้วยสัญญาณหนึ่งมิติจำนวนมาก

โดยที่ n เป็นจำนวนเต็ม ขนาดของสัญญาณ

ร
เป็น. 2. ระบบแรงดันไฟฟ้าหลายขั้ว

ตามคุณสมบัติของโครงสร้างของการแสดงชั่วคราว (รูปที่ 3) สัญญาณวิทยุทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นอะนาล็อก (อะนาล็อก), ไม่ต่อเนื่อง (ไม่ต่อเนื่อง - เวลา; จากภาษาละติน discretus - แบ่ง, ไม่ต่อเนื่อง) และดิจิตอล (ดิจิตอล)

หากกระบวนการทางกายภาพที่สร้างสัญญาณหนึ่งมิติสามารถแสดงเป็นฟังก์ชันต่อเนื่องของเวลา u(t) (รูปที่ 3, a) สัญญาณดังกล่าวเรียกว่าอะนาล็อก (ต่อเนื่อง) หรือโดยทั่วไปแล้ว ต่อเนื่อง ( ความต่อเนื่อง - หลายขั้นตอน) หากอันหลังมีการกระโดด ความไม่ต่อเนื่องตามแกนแอมพลิจูด โปรดทราบว่าตามธรรมเนียมแล้ว คำว่า "อะนาล็อก" ใช้เพื่ออธิบายสัญญาณที่ต่อเนื่องตามเวลา สัญญาณต่อเนื่องสามารถถือเป็นการสั่นจริงหรือเชิงซ้อนในเวลา u(t) ซึ่งเป็นฟังก์ชันของตัวแปรเรียลไทม์ต่อเนื่อง แนวคิดของสัญญาณ "อะนาล็อก" เกิดจากความจริงที่ว่าค่าทันทีใด ๆ ของสัญญาณนั้นคล้ายคลึงกับกฎของการเปลี่ยนแปลงของปริมาณทางกายภาพที่สอดคล้องกันในเวลา ตัวอย่างของสัญญาณแอนะล็อกคือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับอินพุตของออสซิลโลสโคป ทำให้เกิดรูปคลื่นต่อเนื่องเป็นฟังก์ชันของเวลาบนหน้าจอ เนื่องจากการประมวลผลสัญญาณแบบต่อเนื่องสมัยใหม่โดยใช้ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ แอมพลิฟายเออร์สำหรับการทำงาน และอื่น ๆ ไม่ค่อยเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์แอนะล็อก คำว่า "อะนาล็อก" ในปัจจุบันจึงดูเหมือนจะไม่ใช่คำที่น่าเสียดายเสียทีเดียว การเรียกการประมวลผลสัญญาณแบบต่อเนื่องซึ่งเรียกกันทั่วไปในปัจจุบันว่าการประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกนั้นถูกต้องกว่า

ในระบบอิเล็กทรอนิกส์วิทยุและเทคโนโลยีการสื่อสารมีการใช้ระบบอิมพัลส์ อุปกรณ์ และวงจรกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งการทำงานจะขึ้นอยู่กับการใช้สัญญาณแยก ตัวอย่างเช่น สัญญาณไฟฟ้าที่สะท้อนเสียงพูดนั้นต่อเนื่องทั้งในระดับและเวลา และเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ส่งออกค่าของมันทุกๆ 10 นาทีทำหน้าที่เป็นแหล่งสัญญาณที่มีค่าต่อเนื่องแต่ไม่ต่อเนื่องกันในเวลา

สัญญาณแยกได้มาจากสัญญาณอะนาล็อกโดยการแปลงพิเศษ กระบวนการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นลำดับตัวอย่างเรียกว่า การสุ่มตัวอย่าง (การสุ่มตัวอย่าง) และผลลัพธ์ของการแปลงดังกล่าวคือสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องหรืออนุกรมที่ไม่ต่อเนื่อง (อนุกรมที่ไม่ต่อเนื่อง)

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ง่ายที่สุดของสัญญาณแยก
- ลำดับของจุดบนแกนเวลาตามกฎแล้วในช่วงเวลาปกติ
, เรียกว่าช่วงเวลาสุ่มตัวอย่าง (หรือช่วงเวลา, ขั้นตอนการสุ่มตัวอย่าง, เวลาตัวอย่าง) และในแต่ละค่านั้นจะได้รับค่าของสัญญาณต่อเนื่องที่สอดคล้องกัน (รูปที่ 3, b) ส่วนกลับของช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างเรียกว่าความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง:
(ชื่ออื่น
). ความถี่เชิงมุม (วงกลม) ที่สอดคล้องกันถูกกำหนดดังนี้:
.

สัญญาณแบบไม่ต่อเนื่องสามารถสร้างขึ้นได้โดยตรงจากแหล่งข้อมูล (โดยเฉพาะ การอ่านสัญญาณเซ็นเซอร์แบบไม่ต่อเนื่องในระบบควบคุม) ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของสัญญาณแยกคือข้อมูลอุณหภูมิที่ส่งในรายการข่าววิทยุและโทรทัศน์ แต่โดยปกติแล้วจะไม่มีข้อมูลสภาพอากาศในช่วงหยุดระหว่างการส่งสัญญาณดังกล่าว ไม่ควรคิดว่าข้อความแยกจำเป็นต้องแปลงเป็นสัญญาณแยก และข้อความต่อเนื่องเป็นสัญญาณต่อเนื่อง ส่วนใหญ่มักจะเป็นสัญญาณต่อเนื่องที่ใช้ในการส่งข้อความที่ไม่ต่อเนื่อง สามารถใช้สัญญาณแยกเพื่อส่งข้อความต่อเนื่องได้

เห็นได้ชัดว่า ในกรณีทั่วไป การแสดงสัญญาณต่อเนื่องโดยชุดตัวอย่างที่ไม่ต่อเนื่องทำให้สูญเสียข้อมูลที่เป็นประโยชน์ เนื่องจากเราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับพฤติกรรมของสัญญาณในช่วงเวลาระหว่างตัวอย่าง อย่างไรก็ตามมีสัญญาณอะนาล็อกระดับหนึ่งซึ่งไม่เกิดการสูญหายของข้อมูลดังนั้นจึงสามารถสร้างขึ้นใหม่ด้วยความแม่นยำสูงจากค่าของตัวอย่างที่ไม่ต่อเนื่อง

สัญญาณแบบไม่ต่อเนื่องที่หลากหลายคือสัญญาณดิจิทัล (สัญญาณดิจิทัล) ในกระบวนการแปลงตัวอย่างสัญญาณแบบไม่ต่อเนื่องเป็นรูปแบบดิจิทัล (โดยปกติจะเป็นเลขฐานสอง) จะมีการวัดปริมาณโดยระดับแรงดันไฟฟ้า (quantization) . ในกรณีนี้ ค่าของระดับสัญญาณสามารถกำหนดหมายเลขเป็นเลขฐานสองโดยมีจำนวนหลักที่ต้องการและจำกัด สัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องกันในเวลาและระดับเชิงปริมาณเรียกว่าสัญญาณดิจิทัล ยังไงก็ตาม สัญญาณเชิงปริมาณในระดับแต่ต่อเนื่องในเวลานั้นหายากในทางปฏิบัติ ในสัญญาณดิจิตอล ค่าสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง
ขั้นแรก พวกเขาจะถูกวัดปริมาณตามระดับ (รูปที่ 3, c) จากนั้นตัวอย่างเชิงปริมาณของสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องจะถูกแทนที่ด้วยตัวเลข
ส่วนใหญ่มักใช้ในรหัสไบนารีซึ่งแสดงด้วยระดับศักย์ไฟฟ้าสูง (หนึ่ง) และต่ำ (ศูนย์) - พัลส์สั้นที่มีระยะเวลา (รูปที่ 3, ง) รหัสดังกล่าวเรียกว่ายูนิโพลาร์ เนื่องจากการอ่านสามารถใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน (ดูตัวอย่างการอ่านครั้งที่สองในรูปที่ 3, d ซึ่งในรูปแบบดิจิทัลสามารถเขียนได้เกือบเท่า ๆ กันกับหมายเลข 5 - 0101 และ หมายเลข 4 - 0100) ดังนั้นเมื่อนำเสนอสัญญาณจึงเลี่ยงไม่ได้ที่จะถูกปัดเศษ ข้อผิดพลาดในการปัดเศษที่เกิดขึ้นเรียกว่าข้อผิดพลาดเชิงปริมาณ (หรือสัญญาณรบกวน) (ข้อผิดพลาดเชิงปริมาณ, เสียงเชิงปริมาณ)

ลำดับของตัวเลขที่แสดงสัญญาณระหว่างการประมวลผลแบบดิจิตอลเป็นชุดที่ไม่ต่อเนื่อง ตัวเลขที่ประกอบเป็นลำดับคือค่าของสัญญาณ ณ จุดแยก (ไม่ต่อเนื่อง) ตามเวลาและเรียกว่าตัวอย่างสัญญาณดิจิทัล (ตัวอย่าง) นอกจากนี้ ค่าเชิงปริมาณของสัญญาณจะแสดงเป็นชุดของพัลส์ที่แสดงลักษณะของศูนย์ (“0”) และหนึ่ง (“1”) เมื่อแทนค่านี้ในระบบเลขฐานสอง (รูปที่ 3, ง) ชุดของพัลส์ถูกใช้เพื่อปรับแอมพลิจูดของคลื่นพาหะและรับสัญญาณวิทยุรหัสพัลส์

ผลจากการประมวลผลแบบดิจิทัล ไม่ได้รับ "ข้อมูลจริง" แต่อย่างใด มีเพียงตัวเลขเท่านั้น และตัวเลขเป็นนามธรรม วิธีการอธิบายข้อมูลที่อยู่ในข้อความ ดังนั้นเราจึงต้องมีสิ่งที่จับต้องได้ซึ่งจะเป็นตัวแทนของตัวเลขหรือ "พกพา" ตัวเลข ดังนั้น สาระสำคัญของการประมวลผลแบบดิจิทัลคือสัญญาณทางกายภาพ (แรงดัน กระแส ฯลฯ) จะถูกแปลงเป็นลำดับของตัวเลข ซึ่งจากนั้นจะอยู่ภายใต้การแปลงทางคณิตศาสตร์ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

สัญญาณดิจิทัลที่แปลงแล้ว (ลำดับของตัวเลข) หากจำเป็น สามารถแปลงกลับเป็นแรงดันหรือกระแสได้

การประมวลผลสัญญาณดิจิตอลให้โอกาสมากมายสำหรับการส่ง รับ และแปลงข้อมูล รวมถึงที่ไม่สามารถดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีแอนะล็อก ในทางปฏิบัติ เมื่อวิเคราะห์และประมวลผลสัญญาณ สัญญาณดิจิทัลส่วนใหญ่มักถูกแทนที่ด้วยสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง และความแตกต่างจากสัญญาณดิจิทัลจะถูกตีความว่าเป็นสัญญาณรบกวนเชิงปริมาณ ในเรื่องนี้ ในกรณีส่วนใหญ่จะไม่คำนึงถึงผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับการวัดระดับและการแปลงสัญญาณเป็นดิจิทัล อาจกล่าวได้ว่าทั้งในวงจรแยกและวงจรดิจิตอล (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวกรองดิจิตอล) สัญญาณแยกจะถูกประมวลผล เฉพาะภายในโครงสร้างของวงจรดิจิตอลเท่านั้น สัญญาณเหล่านี้จะแสดงด้วยตัวเลข

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการประมวลผลสัญญาณสามารถทำงานร่วมกับสัญญาณดิจิทัลได้ นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของวงจรแอนะล็อกเป็นหลักซึ่งทำงานร่วมกับสัญญาณแยก ซึ่งแสดงในรูปแบบของพัลส์ที่มีแอมพลิจูด ระยะเวลา หรืออัตราการเกิดซ้ำต่างๆ

คุณสมบัติหลักประการหนึ่งที่สัญญาณแตกต่างกันคือความสามารถในการคาดการณ์ของสัญญาณ (ค่าของสัญญาณ) ได้ทันเวลา

ร
เป็น. 3. สัญญาณวิทยุ:

เอ - อะนาล็อก; b - แยก; ค - เชิงปริมาณ; g - ดิจิตอล

ตามการแสดงทางคณิตศาสตร์ (ตามระดับของการมีอยู่ของ Priori จากภาษาละติน a Priori - จากก่อนหน้า เช่น ข้อมูลก่อนการทดลอง) สัญญาณวิศวกรรมวิทยุทั้งหมดมักจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก: ปัจจัยกำหนด (ปกติ; กำหนด) และ สัญญาณสุ่ม (ไม่เป็นทางการ) (รูปที่ 4)

สัญญาณทางวิศวกรรมวิทยุเรียกว่า deterministic ซึ่งเป็นค่าทันทีซึ่งทราบได้อย่างน่าเชื่อถือในเวลาใดก็ได้ เช่น คาดการณ์ได้ด้วยความน่าจะเป็นเท่ากับหนึ่ง สัญญาณเชิงกำหนดจะอธิบายโดยฟังก์ชันเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า อนึ่ง ค่าทันทีของสัญญาณคือการวัดว่าตัวแปรเบี่ยงเบนไปจากศูนย์มากน้อยเพียงใดและในทิศทางใด ดังนั้นค่าทันทีของสัญญาณสามารถเป็นได้ทั้งค่าบวกและค่าลบ (รูปที่ 4, a) ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของสัญญาณเชิงกำหนด ได้แก่ การสั่นแบบฮาร์มอนิกที่มีเฟสเริ่มต้นที่ทราบ การสั่นความถี่สูงที่มอดูเลตตามกฎที่ทราบ ลำดับหรือการระเบิดของพัลส์ รูปร่าง แอมพลิจูด และตำแหน่งเวลาที่ทราบล่วงหน้า

หากข้อความที่ส่งผ่านช่องทางการสื่อสารถูกกำหนดขึ้น นั่นคือ ทราบล่วงหน้าด้วยความแน่นอนอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น การส่งจะไม่มีความหมาย ข้อความเชิงกำหนดดังกล่าวไม่มีข้อมูลใหม่แต่อย่างใด ดังนั้น ควรถือว่าข้อความเป็นเหตุการณ์สุ่ม (หรือฟังก์ชันสุ่ม ตัวแปรสุ่ม). กล่าวอีกนัยหนึ่งคือต้องมีตัวเลือกข้อความบางชุด (เช่น ชุดของค่าความดันต่างๆ ที่เซ็นเซอร์กำหนด) ซึ่งค่าดังกล่าวสามารถรับรู้ได้ด้วยความน่าจะเป็นที่แน่นอน ในเรื่องนี้สัญญาณยังเป็นฟังก์ชั่นสุ่ม สัญญาณที่กำหนดไม่สามารถเป็นพาหะของข้อมูลได้ สามารถใช้สำหรับการทดสอบระบบการส่งข้อมูลทางวิศวกรรมวิทยุหรือการทดสอบอุปกรณ์แต่ละตัวเท่านั้น ลักษณะสุ่มของข้อความ เช่นเดียวกับการรบกวน กำหนดความสำคัญของทฤษฎีความน่าจะเป็นในการสร้างทฤษฎีของการส่งข้อมูล

ข้าว. 4. สัญญาณ:

เอ - กำหนด; ข - สุ่ม

สัญญาณที่กำหนดจะแบ่งออกเป็นเป็นระยะและไม่เป็นระยะ (ชีพจร) สัญญาณพลังงานขั้นสุดท้ายแตกต่างจากศูนย์อย่างมีนัยสำคัญในช่วงเวลาที่จำกัดซึ่งสอดคล้องกับเวลาที่สิ้นสุด กระบวนการเปลี่ยนผ่านในระบบที่ตั้งใจจะทำหน้าที่เรียกว่าสัญญาณพัลส์

สัญญาณสุ่มเป็นสัญญาณที่ไม่ทราบค่าทันที ณ เวลาใด ๆ และไม่สามารถทำนายได้ด้วยความน่าจะเป็นเท่ากับหนึ่ง อันที่จริง สำหรับสัญญาณสุ่ม คุณสามารถรู้ได้เฉพาะความน่าจะเป็นที่สัญญาณจะใช้กับค่าใดๆ

อาจดูเหมือนว่าแนวคิดของ "สัญญาณสุ่ม" ไม่ถูกต้องทั้งหมด

แต่มันไม่ใช่ ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของตัวรับภาพความร้อนที่ส่งตรงไปยังแหล่งกำเนิดรังสี IR แสดงถึงการสั่นแบบทุลักทุเลที่นำข้อมูลต่างๆ เกี่ยวกับวัตถุที่วิเคราะห์ พูดอย่างเคร่งครัด สัญญาณทั้งหมดที่พบในทางปฏิบัติเป็นแบบสุ่มและส่วนใหญ่แสดงถึงฟังก์ชันที่วุ่นวายของเวลา (รูปที่ 4b) อาจดูขัดแย้งเมื่อมองแวบแรก แต่สัญญาณที่มีข้อมูลที่เป็นประโยชน์สามารถเป็นสัญญาณสุ่มเท่านั้น ข้อมูลในสัญญาณดังกล่าวฝังอยู่ในชุดของแอมพลิจูด ความถี่ (เฟส) หรือการเปลี่ยนแปลงรหัสของสัญญาณที่ส่ง สัญญาณการสื่อสารเปลี่ยนค่าทันทีทันใดและการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถทำนายได้ด้วยความน่าจะเป็นที่น้อยกว่าหนึ่งเท่านั้น ดังนั้นสัญญาณการสื่อสารจึงเป็นกระบวนการสุ่ม ดังนั้นคำอธิบายจึงดำเนินการโดยใช้วิธีการที่คล้ายกับวิธีการอธิบายกระบวนการสุ่ม

ในกระบวนการส่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์ สัญญาณวิทยุอาจมีการเปลี่ยนแปลงอย่างใดอย่างหนึ่ง สิ่งนี้มักจะปรากฏในชื่อสัญญาณ: สัญญาณถูกมอดูเลต ดีมอดูเลต (ตรวจพบ) รหัส (ถอดรหัส) แอมพลิฟาย ดีเลย์ สุ่มตัวอย่าง เชิงปริมาณ ฯลฯ

ตามวัตถุประสงค์ที่สัญญาณมีในกระบวนการมอดูเลต สัญญาณเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นมอดูเลต (สัญญาณหลักที่มอดูเลตคลื่นพาหะ) หรือมอดูเลต (คลื่นพาหะ)

โดยเป็นระบบวิศวกรรมวิทยุประเภทใดประเภทหนึ่งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบการส่งข้อมูล ได้แก่ "การสื่อสาร" โทรศัพท์ โทรเลข การกระจายเสียง โทรทัศน์ เรดาร์ ระบบนำทางวิทยุ การวัด การควบคุม การบริการ (รวมถึงสัญญาณนักบิน) และอื่น ๆ สัญญาณ .

การจำแนกประเภทของสัญญาณวิทยุโดยย่อนี้ไม่ครอบคลุมความหลากหลายทั้งหมด

พิมพ์ครั้งที่ 3 แก้ไขและขยายความ

ได้รับอนุมัติจากกระทรวงศึกษาธิการระดับสูงและมัธยมศึกษาของสหภาพโซเวียตให้เป็นหนังสือเรียนสำหรับนักศึกษาสาขาวิศวกรรมวิทยุของมหาวิทยาลัย

มอสโก "วิทยุโซเวียต" 2520

หนังสือเล่มนี้เป็นหนังสือเรียนหลักสูตร "วงจรวิทยุและสัญญาณ" สำหรับมหาวิทยาลัยเฉพาะทางวิศวกรรมวิทยุ ในการเชื่อมต่อกับการแนะนำโปรแกรมใหม่ของหลักสูตรนี้ ฉบับนี้ได้รับการแก้ไขอย่างรุนแรงและเสริมด้วยส่วนใหม่ต่อไปนี้: การประมวลผลสัญญาณแยกและดิจิตอล การประมาณกระบวนการและคุณลักษณะโดยฟังก์ชันวอลช์ การสังเคราะห์วงจรวิทยุ

ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับส่วนที่อุทิศให้กับปรากฏการณ์ทางสถิติในวงจรวิทยุ ส่วนต่างๆ เกี่ยวกับการวิเคราะห์สเปกตรัมและสหสัมพันธ์ของสัญญาณเชิงกำหนดและเชิงสุ่ม ตลอดจนทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงในอุปกรณ์เชิงเส้น พาราเมตริก และไม่เชิงเส้น ได้รับการแก้ไขอย่างเป็นระบบ

แม้ว่าหนังสือเล่มนี้มีไว้สำหรับนักศึกษาคณะวิศวกรรมวิทยุของมหาวิทยาลัย แต่ก็มีประโยชน์สำหรับผู้เชี่ยวชาญหลากหลายสาขาที่ทำงานในสาขาวิทยุอิเล็กทรอนิกส์และสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

Gonorovskiy IS วงจรและสัญญาณวิศวกรรมวิทยุ หนังสือเรียนสำหรับโรงเรียนมัธยม เอ็ด ครั้งที่ 3 แก้ไข และเพิ่มเติม ม., "นกฮูก. วิทยุ”, 2520, 608 น.

คำนำการพิมพ์ครั้งที่สาม

บทที่ 1 บทนำ
1.1. พื้นที่หลักของการประยุกต์ใช้วิศวกรรมวิทยุ
1.2. การส่งสัญญาณในระยะไกล คุณลักษณะของการแพร่กระจายคลื่นวิทยุและความถี่ที่ใช้ในงานวิศวกรรมวิทยุ
1.3. กระบวนการทางวิศวกรรมวิทยุเบื้องต้น
1.4. สัญญาณและวงจรอะนาล็อก ไม่ต่อเนื่อง และดิจิตอล
1.5. วงจรวิทยุและวิธีการวิเคราะห์
1.6. ปัญหาภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวนช่องสื่อสาร
1.7. วัตถุประสงค์และเนื้อหาของหลักสูตร

บทที่ 2 สัญญาณ
2.1. ข้อสังเกตทั่วไป
2.2. การสลายตัวของสัญญาณตามอำเภอใจในแง่ของระบบการทำงานที่กำหนด
2.3. การวิเคราะห์ฮาร์มอนิกของการสั่นเป็นระยะ
2.4. สเปกตรัมของการสั่นเป็นระยะที่ง่ายที่สุด
2.5. การกระจายอำนาจในสเปกตรัมการแกว่งเป็นระยะ
2.6. การวิเคราะห์ฮาร์มอนิกของการสั่นแบบไม่เป็นระยะ
2.7. คุณสมบัติบางประการของการแปลงฟูเรียร์
2.8. การกระจายพลังงานในสเปกตรัมของการสั่นแบบไม่มีคาบ
2.9. ตัวอย่างของการกำหนดสเปกตรัมของการสั่นแบบไม่มีคาบ
2.10. ความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลาของสัญญาณและความกว้างสเปกตรัม
2.11. พัลส์สั้นไม่จำกัดพื้นที่หน่วย (ฟังก์ชันเดลต้า)
2.12. สเปกตรัมของฟังก์ชันบางอย่างที่ไม่สามารถรวมเข้าด้วยกันได้
2.13. การแสดงสัญญาณบนระนาบของตัวแปรเชิงซ้อน
2.14. การแสดงสัญญาณที่มีแถบความถี่จำกัดในรูปแบบของชุด Kotelnikov
2.15. ทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่างในโดเมนความถี่
2.16. การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสัญญาณเชิงกำหนด
2.17. ความสัมพันธ์ระหว่างฟังก์ชันสหสัมพันธ์และการตอบสนองทางสเปกตรัมของสัญญาณ
2.18. การเชื่อมโยงกัน

บทที่ 3. สัญญาณวิทยุ
3.1. คำจำกัดความทั่วไป
3.2. สัญญาณวิทยุเอเอ็ม
3.3. สเปกตรัมความถี่สัญญาณมอดูเลตแอมพลิจูด
3.4. การปรับมุม เฟสและความถี่การสั่นทันที
3.5. สเปกตรัมการสั่นที่การปรับเชิงมุม อัตราส่วนทั่วไป
3.6. สเปกตรัมการสั่นที่มีการมอดูเลตเชิงมุมแบบฮาร์มอนิก
3.7. สเปกตรัมของพัลส์วิทยุพร้อมการเติมแบบมอดูเลตความถี่
3.8. สเปกตรัมการสั่นที่มีการมอดูเลตความถี่แอมพลิจูดผสม
3.9. ซองจดหมาย เฟส และความถี่ของสัญญาณแถบความถี่แคบ
3.10. สัญญาณการวิเคราะห์
3.11. ฟังก์ชันสหสัมพันธ์ของการสั่นแบบมอดูเลต
3.12. การสุ่มตัวอย่างแบบวงแคบ

บทที่ 4. ลักษณะสำคัญของสัญญาณสุ่ม
4.1. คำจำกัดความทั่วไปของกระบวนการสุ่ม
4.2. ประเภทของกระบวนการสุ่ม ตัวอย่าง
4.3. ความหนาแน่นของสเปกตรัมพลังกระบวนการสุ่ม
4.4. ความสัมพันธ์ระหว่างสเปกตรัมพลังงานและฟังก์ชันสหสัมพันธ์ของกระบวนการสุ่ม
4.5. ฟังก์ชันความสัมพันธ์ข้ามและสเปกตรัมพลังงานร่วมกันของสองกระบวนการสุ่ม
4.6. กระบวนการสุ่มวงแคบ
4.7. การสั่นมอดูเลตในแอมพลิจูดโดยกระบวนการสุ่ม
4.8. การสั่นมอดูเลตในเฟสโดยกระบวนการสุ่ม ความหนาแน่นของความน่าจะเป็น

บทที่ 5. โซ่วิทยุเชิงเส้นที่มีพารามิเตอร์คงที่
5.1. ข้อสังเกตเบื้องต้น
5.2. ความหมายและคุณสมบัติพื้นฐานของวงจรแอคทีฟ
5.3. Active quadripole เป็นเครื่องขยายเสียงเชิงเส้น
5.4. เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์
5.5. เครื่องขยายเสียงหลอดสุญญากาศ
5.6. เครื่องขยายเสียงเป็นระยะ
5.7. เครื่องขยายเสียงเรโซแนนซ์
5.8. ข้อเสนอแนะใน quadripole ที่ใช้งานอยู่
5.9. การประยุกต์ใช้เชิงลบ ข้อเสนอแนะเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียง
5.10. ความเสถียรของวงจรป้อนกลับแอ็คทีฟเชิงเส้น เกณฑ์ความเสถียรของพีชคณิต
5.11. เกณฑ์ความเสถียรของความถี่

บทที่ 6
6.1. ข้อสังเกตเบื้องต้น
6.2. วิธีสเปกตรัม
6.3. วิธีอินทิกรัลซ้อนทับ
6.4. การผ่านของสัญญาณไม่ต่อเนื่องผ่านเครื่องขยายสัญญาณแบบ Aperiodic
6.5. ความแตกต่างและการรวมสัญญาณ
6.6. คุณสมบัติของการวิเคราะห์สัญญาณวิทยุในวงจรเลือกตั้ง วิธีสเปกตรัมโดยประมาณ
6.7. การลดความซับซ้อนของวิธีอินทิกรัลซ้อนทับ (วิธีซองจดหมาย)
6.8. การส่งพัลส์วิทยุผ่านเครื่องขยายเสียงเรโซแนนซ์
6.9. การสั่นแบบบิดเบือนเชิงเส้นพร้อมการปรับแอมพลิจูดอย่างต่อเนื่อง
6.10. ทางเดินของการสั่นแบบคีย์ชิฟต์เฟสผ่านวงจรเรโซแนนซ์
6.11. การส่งผ่านของการสั่นแบบคีย์เปลี่ยนความถี่ผ่านวงจรเลือก
6.12. การผ่านของการสั่นแบบมอดูเลตความถี่ผ่านวงจรเลือก

บทที่ 7
7.1. การแปลงลักษณะของกระบวนการสุ่ม
7.2. ลักษณะของสัญญาณรบกวนภายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
7.3. ความแตกต่างของฟังก์ชันสุ่ม
7.4. การรวมฟังก์ชันสุ่ม
7.5. การทำให้เป็นมาตรฐานของกระบวนการสุ่มในวงจรเชิงเส้นวงแคบ
7.6. การกระจายของผลรวมของการสั่นของฮาร์มอนิกด้วยเฟสสุ่ม

บทที่ 8 วงจรไม่เชิงเส้นและวิธีการวิเคราะห์
8.1. องค์ประกอบไม่เชิงเส้น
8.2. การประมาณลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้น
8.3. ผลของการสั่นแบบฮาร์มอนิกต่อวงจรที่มีองค์ประกอบเฉื่อยที่ไม่ใช่เชิงเส้น
8.4. การขยายจังหวะแบบไม่เชิงเส้น
8.5 การคูณความถี่
8.6. ข้อ จำกัด ของแอมพลิจูด
8.7. วงจรไม่เชิงเส้นพร้อมการกรอง DC (การแก้ไข)
8.8. การตรวจจับแอมพลิจูด
8.9 การตรวจจับความถี่และเฟส
8.10 น. การแปลงความถี่สัญญาณ
8.11 การตรวจจับแบบซิงโครนัส
8.12. รับการสั่นแบบแอมพลิจูดมอดูเลต

บทที่ 9. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติของการสั่นของฮาร์มอนิก
9.1. ระบบสั่นด้วยตนเอง
9.2. การเกิดขึ้นของการสั่นในออสซิลเลเตอร์
9.3. โหมดนิ่งของออสซิลเลเตอร์ ความสมดุลของเฟส
9.4. โหมดกระตุ้นตนเองแบบนุ่มนวลและแข็ง
9.5. ตัวอย่างวงจรออสซิลเลเตอร์
9.6. สมการออสซิลเลเตอร์แบบไม่เชิงเส้น
9.7. คำตอบโดยประมาณของสมการออสซิลเลเตอร์ในตัวเองแบบไม่เชิงเส้น
9.8. Self-oscillators พร้อมข้อเสนอแนะภายใน
9.9. ออสซิลเลเตอร์อัตโนมัติพร้อมสายหน่วงเวลาในวงจรป้อนกลับ
9.10 น. การกระทำของฮาร์มอนิก EMF ในวงจรป้อนกลับเชิงบวก การฟื้นฟู
9.11. การกระทำของฮาร์มอนิก EMF บนออสซิลเลเตอร์ ล็อคความถี่
9.12. การมอดูเลตมุมในออสซิลเลเตอร์
9.13 น. เจซี เจนเนอเรเตอร์

บทที่ 10. วงจรที่มีตัวแปรต่างๆ
10.1. ลักษณะทั่วไปวงจรที่มีพารามิเตอร์ผันแปร
10.2. การส่งผ่านการสั่นสะเทือนผ่านวงจรเชิงเส้นพร้อมตัวแปรผันแปร ฟังก์ชั่นการส่ง
10.3. การมอดูเลตเป็นกระบวนการแบบพาราเมตริก
10.4. การหาค่าการตอบสนองอิมพัลส์ของวงจรพาราเมตริก
10.5 อัตราส่วนพลังงานในวงจรที่มีองค์ประกอบปฏิกิริยาแบบไม่เชิงเส้นสำหรับการสั่นแบบฮาร์มอนิก
10.6. หลักการของการขยายการสั่นสะเทือนแบบพาราเมตริก
10.7. วงจรสมมูลของความจุหรือความเหนี่ยวนำ เปลี่ยนแปลงตามกฎฮาร์มอนิก
10.8. แอมพลิฟายเออร์พาราเมตริกแบบวงเดียว
10.9 เครื่องขยายสัญญาณพาราเมตริกความถี่คู่
10.10 น. การแปลงความถี่โดยใช้องค์ประกอบปฏิกิริยาที่ไม่ใช่เชิงเส้น
10.11 น. การสั่นอิสระในวงจรที่มีความจุเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ
10.12 น. เครื่องกำเนิดพาราเมตริก

บทที่ 11
11.1. ข้อสังเกตทั่วไป
11.2. การเปลี่ยนแปลงของกระบวนการปกติในวงจรที่ไม่ใช่เชิงเส้นที่ไม่ใช่ความเฉื่อย
11.3. การแปลงสเปกตรัมพลังงานในองค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นที่ไม่ใช่ความเฉื่อย
11.4. ผลกระทบของสัญญาณรบกวนในแถบความถี่แคบต่อเครื่องตรวจจับแอมพลิจูด
11.5. ผลกระทบร่วมกัน การสั่นแบบฮาร์มอนิกและเสียงปกติไปยังเครื่องตรวจจับแอมพลิจูด
11.6. ผลรวมของการสั่นแบบฮาร์มอนิกและเสียงปกติบนตัวตรวจจับความถี่
11.7. ปฏิสัมพันธ์ของการสั่นแบบฮาร์มอนิกและเสียงปกติในตัวจำกัดแอมพลิจูดกับโหลดเรโซแนนซ์
11.8. ฟังก์ชันสหสัมพันธ์และสเปกตรัมพลังงานของกระบวนการสุ่มในวงจรพาราเมตริก
11.9 อิทธิพลของการรบกวนแบบทวีคูณต่อกฎการกระจายสัญญาณ

บทที่ 12
12.1. ข้อสังเกตเบื้องต้น
12.2. การกรองที่ตรงกันของสัญญาณที่กำหนด
12.3. การตอบสนองของแรงกระตุ้นตัวกรองที่ตรงกัน ความเป็นไปได้ทางกายภาพ
12.4. สัญญาณและสัญญาณรบกวนที่เอาต์พุตของตัวกรองที่ตรงกัน
12.5 ตัวอย่างการสร้างตัวกรองที่ตรงกัน
12.6. การก่อตัวของสัญญาณที่ผันกับตัวกรองที่กำหนด
12.7. จับคู่การกรองสัญญาณที่กำหนดด้วยเสียงที่ไม่ใช่สีขาว
12.8. การกรองสัญญาณด้วยเฟสเริ่มต้นที่ไม่รู้จัก
12.9 การกรองที่ตรงกันของสัญญาณที่ซับซ้อน

บทที่ 13. การประมวลผลสัญญาณแบบไม่ต่อเนื่อง ตัวกรองดิจิตอล
13.1. ข้อสังเกตเบื้องต้น
13.2. อัลกอริทึม Convolution แบบไม่ต่อเนื่อง (โดเมนเวลา)
13.3. การแปลงฟูริเยร์แบบไม่ต่อเนื่อง
13.4. ข้อผิดพลาดในการสุ่มตัวอย่างสัญญาณระยะเวลาจำกัด
13.5 การแปลง Laplace แบบไม่ต่อเนื่อง
13.6. ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนตัวกรองแบบไม่ต่อเนื่อง
13.7. ฟังก์ชันการถ่ายโอนตัวกรองแบบเรียกซ้ำ
13.8. การประยุกต์วิธี r-transform เพื่อวิเคราะห์สัญญาณและวงจรแยก
13.9 z-transform ของฟังก์ชันเวลา
13.10 น. z-transform ของฟังก์ชันการถ่ายโอนของวงจรแยก
13.11 น. ตัวอย่างของการวิเคราะห์ตัวกรองแบบแยกตามวิธี z-transform
13.12 น. การแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล เสียงควอนตัม
13.13 น. การแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อกและการกู้คืนสัญญาณอย่างต่อเนื่อง
13.14 น. ความเร็วของหน่วยเลขคณิตของตัวกรองดิจิทัล เสียงปัดเศษ

บทที่ 14. การแสดงการแกว่งโดยฟังก์ชันพิเศษบางอย่าง
14.1. การแนะนำ
14.2. พหุนามตั้งฉากและฟังก์ชันชนิดต่อเนื่อง
14.3. ตัวอย่างการใช้งานฟังก์ชันต่อเนื่อง
14.4. ความหมายของฟังก์ชันวอลช์
14.5 ตัวอย่างการใช้งานของฟังก์ชัน Walsh
14.6 สเปกตรัมร่วมกันของฟังก์ชันพื้นฐานของระบบมุมฉากที่ต่างกันสองระบบ
14.7. ฟังก์ชันวอลช์แบบแยกส่วน

บทที่ 15
15.1. ข้อสังเกตเบื้องต้น
15.2. คุณสมบัติบางประการของ Transfer Function ของ Quadripole
15.3. ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะความถี่แอมพลิจูดและความถี่เฟสของควอดริโพล
15.4. การเป็นตัวแทนของควอดริโพลทั่วไปโดยการเชื่อมต่อน้ำตกของควอดรูโพลพื้นฐาน
15.5 การดำเนินการตามลิงค์ลำดับที่สองทั่วไป
15.6. การดำเนินการของวงจรแก้ไขเฟส
15.7. ลักษณะเฉพาะของการสังเคราะห์เครือข่ายสี่เท่าตามลักษณะความถี่แอมพลิจูดที่กำหนด
15.8. การสังเคราะห์ตัวกรองความถี่ต่ำ ตัวกรอง Butterworg
15.9 ตัวกรอง Chebyshev (ความถี่ต่ำ)
15.10 น. การสังเคราะห์ฟิลเตอร์ต่างๆ ตามฟิลเตอร์โลว์พาสดั้งเดิม
15.11 น. ความไวของลักษณะของวงจรต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์องค์ประกอบ
15.12 น. การเลียนแบบการเหนี่ยวนำโดยใช้วงจร DO ที่ใช้งานอยู่ ไจเรเตอร์
15.13 น. คุณลักษณะบางอย่างของการสังเคราะห์ตัวกรองดิจิทัล

ภาคผนวก 1. สัญญาณที่มีผลิตภัณฑ์แบนด์วิธระยะเวลาขั้นต่ำ
ภาคผนวก 2 ฟังก์ชันความสัมพันธ์ของสัญญาณบนระนาบความถี่เวลา
บรรณานุกรม
อนุสัญญา
ดัชนีหัวเรื่อง

คำนำถึงฉบับที่สาม

การวางแนวทั่วไปของหนังสือเรียนในหลักสูตร "วงจรวิทยุและสัญญาณ" ซึ่งเป็นพื้นฐานของสองฉบับแรกนั้นยังคงอยู่ในฉบับนี้ด้วย อย่างไรก็ตาม หนังสือเล่มนี้ได้รับการแก้ไขอย่างรุนแรงเนื่องจากจำเป็นต้องแนะนำส่วนใหม่ที่สะท้อนถึงการพัฒนาสมัยใหม่ของวงจรวิทยุและเทคโนโลยีสัญญาณ

การใช้ระบบวิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์แบบแยกส่วนและแบบดิจิทัลอย่างแพร่หลายทำให้หลักสูตร RTCiS ถูกจำกัดไว้เฉพาะวงจรและสัญญาณแอนะล็อกอีกต่อไป

การพัฒนาเทคโนโลยีวงจรรวมโดยอาศัยวิธีการสังเคราะห์วงจรอย่างแพร่หลาย ไม่อนุญาตให้จำกัดหลักสูตร RTCiS ไว้เฉพาะการศึกษาวิธีการวิเคราะห์วงจรเท่านั้น

ประการสุดท้าย การแทรกซึมอย่างรวดเร็วของวิธีการทางสถิติในทุกสาขาของวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องมีการศึกษาอย่างละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของสัญญาณสุ่มและการเปลี่ยนแปลงในวงจรวิทยุ

ในแง่ของข้อกำหนดเหล่านี้และสอดคล้องกับ โปรแกรมใหม่หลักสูตร RTCiS รวมบทใหม่ในตำรา: "ลักษณะพื้นฐานของสัญญาณสุ่ม" (ch. 4), "การผ่านของการสั่นแบบสุ่มผ่านวงจรเชิงเส้นด้วยพารามิเตอร์คงที่" (ch. 7), "การประมวลผลสัญญาณแบบไม่ต่อเนื่อง ฟิลเตอร์ดิจิตอล” (บทที่ 13), “การแสดงการสั่นด้วยฟังก์ชันพิเศษบางอย่าง” รวมถึงฟังก์ชันวอลช์ (บทที่ 14), “องค์ประกอบของการสังเคราะห์วงจรวิทยุเชิงเส้น” (บทที่ 15) เขียนใหม่ ช. 5 อุทิศให้กับทฤษฎีของวงจรป้อนกลับเชิงเส้นเชิงรุก

บทอื่น ๆ ทั้งหมดของฉบับก่อนหน้านี้อยู่ภายใต้การแก้ไขระเบียบวิธีโดยคำนึงถึงประสบการณ์การสอนหลักสูตร RTCiS และความคิดเห็นมากมายจากอาจารย์ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมวิทยุของมหาวิทยาลัยรวมถึงผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยุหลายคน

เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปว่า ควบคู่ไปกับการหลอมรวมความรู้ที่จำเป็น การพัฒนาทักษะของนักเรียนสำหรับงานสร้างสรรค์ที่เป็นอิสระมีความสำคัญยิ่ง ตามการตัดสินใจของสภาคองเกรสแห่ง CPSU ครั้งที่ 25 ในการพัฒนางานวิจัยในสถาบันอุดมศึกษา นักศึกษาจะมีส่วนร่วมในงานทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น ดังนั้นผู้เขียนจึงพยายามรวมการนำเสนอข้อมูลพื้นฐานซึ่งออกแบบมาสำหรับการศึกษาเบื้องต้นและภาคบังคับสำหรับนักศึกษาสาขาวิศวกรรมวิทยุทุกคน ด้วยการนำเสนอเนื้อหาเพิ่มเติมที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งออกแบบมาสำหรับนักศึกษาที่ได้รับการฝึกอบรมขั้นสูง ส่วนดังกล่าวมีเครื่องหมายเล็ก การลดทอนเล็กน้อยซึ่งอาจจำเป็นขึ้นอยู่กับระดับของการเตรียมทางทฤษฎีทั่วไปของนักเรียนนั้นง่ายต่อการนำไปใช้โดยไม่ละเมิดลำดับและความสมบูรณ์ของการศึกษาในหลักสูตรนี้

ผู้เขียนแสดงความขอบคุณอย่างจริงใจต่ออาจารย์ของแผนก ORT ของสถาบันวิศวกรรมพลังงานมอสโก Fedorov N. N., รองศาสตราจารย์ Baskakov S. I. , Belousova I. V. , ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Bogatkin V. I. , รองศาสตราจารย์ Zhukov V. P. , อาจารย์อาวุโส Ivanova N. N. , รองศาสตราจารย์ Kartashev V. G. , Nikolaev A M. , Pollak B. P. , อาจารย์อาวุโส Shtykov V. V. สำหรับการทบทวนผู้ทรงคุณวุฒิและมีรายละเอียดสูง ของต้นฉบับหนังสือเล่มนี้ คำวิจารณ์และคำแนะนำที่มีค่าจำนวนมากช่วยปรับปรุงการนำเสนอทุกบทของตำราเรียนอย่างมีนัยสำคัญ

อาจารย์เจ้าหน้าที่และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของภาควิชาวิศวกรรมวิทยุของสถาบันการบินมอสโกให้ความช่วยเหลืออันล้ำค่าในการทำงานเกี่ยวกับต้นฉบับ สำหรับพวกเขาทั้งหมดผู้เขียนแสดงความขอบคุณอย่างสุดซึ้ง

ดาวน์โหลดวงจรและสัญญาณวิทยุ Gonorovsky I. S. หนังสือเรียนสำหรับโรงเรียนมัธยม พิมพ์ครั้งที่ 3 แก้ไขและขยายความ มอสโก, สำนักพิมพ์วิทยุโซเวียต, 2520

กระทรวงศึกษาธิการ

สาธารณรัฐเบลารุส

· ทะเบียนเลขที่ TD-I.008/แบบ

·

รากฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุ

โดยเชี่ยวชาญ 1Radioinformatics,

คอมไพเลอร์:

รองศาสตราจารย์ภาควิชาอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุของสถานศึกษา "Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics", ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์เทคนิค, รองศาสตราจารย์

ผู้ตรวจสอบ:

หมายเหตุอธิบาย

"พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุ" เป็นหนึ่งในสาขาวิชาที่กำหนดการฝึกอบรมวิชาชีพของวิศวกรในสาขาพิเศษ 1Radioinformatics, Radioelectronic data security วัตถุประสงค์ของระเบียบวินัยคือเพื่อศึกษาพื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุสมัยใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์สัญญาณและอุปกรณ์วิทยุ โดยใช้ความรู้ที่ได้มาเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาสาขาวิชาวิศวกรรมวิทยุที่ตามมา

ระเบียบวินัย "พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุ" จัดทำขึ้นเพื่อการศึกษาทฤษฎีของสัญญาณวิทยุเชิงกำหนดและแบบสุ่มหลักการรับและการแปลงในอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุวิธีการวิเคราะห์วงจรเชิงเส้นไม่เชิงเส้นและพาราเมตริกการออกแบบวงจรของการสื่อสารทั่วไป อุปกรณ์ช่องสัญญาณและระบบข้อมูลอื่น ๆ ปัญหาของการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลที่เหมาะสมที่สุด ระเบียบวินัยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์สมัยใหม่ในการแก้ปัญหาการวิเคราะห์สัญญาณวิทยุและวงจร งานของระเบียบวินัยคือการสร้างปริมาณความรู้ทางทฤษฎีและกายภาพที่จะให้ความเข้าใจและการศึกษาปัญหาหลักของการสังเคราะห์และการวิเคราะห์ระบบวิศวกรรมวิทยุที่ซับซ้อนในภายหลังการประเมินคุณภาพตามเกณฑ์ต่างๆ

โปรแกรมทั่วไปสำหรับวินัย "พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุ" ได้รับการออกแบบมาสำหรับการฝึกอบรม 170 ชั่วโมง การกระจายชั่วโมงการสอนโดยประมาณตามประเภทของชั้นเรียน: การบรรยาย - 102 ชั่วโมง, ห้องปฏิบัติการและชั้นเรียนภาคปฏิบัติ - 68 ชั่วโมง

พึงศึกษาพระธรรมวินัยด้วยประการฉะนี้

ทราบ:

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัญญาณ วิธีการอธิบายและวิเคราะห์คุณสมบัติของสัญญาณ

วิธีวิเคราะห์วงจรเชิงเส้น วงจรไม่เชิงเส้น และวงจรพาราเมตริก

การสร้างวงจรและหลักการทำงานของอุปกรณ์ทั่วไปของช่องสัญญาณวิทยุสื่อสาร

ประเด็นสำคัญ การวิเคราะห์ทางสถิติสัญญาณสุ่ม

วิธีการวิเคราะห์กระบวนการของการแปลงเชิงเส้นและไม่เป็นเชิงเส้นของสัญญาณสุ่ม

องค์ประกอบของทฤษฎีการกรองเชิงเส้นที่เหมาะสมที่สุด

พื้นฐานของทฤษฎีการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

สามารถ:

จำแนกสัญญาณวิทยุและอุปกรณ์ในระบบตัวบ่งชี้ต่างๆ

แก้ปัญหาการวิเคราะห์สัญญาณและการแปลงสัญญาณโดยใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

วิเคราะห์กระบวนการทำงานของอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุในโหมดต่างๆ

สังเคราะห์วงจรของตัวกรองที่เหมาะสมและดิจิตอล

ดำเนินการวิเคราะห์เชิงทดลองของสัญญาณและกระบวนการประมวลผลโดยใช้การจำลองแบบเต็มรูปแบบและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ จัดทำเอกสารผลการทดลองและกำหนดข้อสรุปที่เหมาะสม

เพื่อรับทักษะ:

การแก้ปัญหาการวิเคราะห์สเปกตรัมและสหสัมพันธ์ของสัญญาณวิทยุ

การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในการคำนวณลักษณะทางสเปกตรัมและทางโลกของสัญญาณและพารามิเตอร์หลักของกระบวนการแปลงสัญญาณ

ทำการศึกษาทดลองสัญญาณและวงจรวิทยุ

รายชื่อสาขาวิชาที่ใช้วินัย "พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุ": คณิตศาสตร์ที่สูงขึ้น, ทฤษฎีความน่าจะเป็น, ฟิสิกส์, พื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้า, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, พื้นฐานของทฤษฎีวงจร

การแนะนำ

หัวข้อของระเบียบวินัย "พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมวิทยุ" ความต้องการและคุณสมบัติของการศึกษาสถานที่ในระบบการฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญด้านสารสนเทศทางวิทยุ งานหลักของวิศวกรรมวิทยุและขอบเขตของการใช้งาน แนวโน้มการพัฒนา วัตถุประสงค์ของวิศวกรรมวิทยุ ระบบข้อมูลโครงสร้าง การจำแนกประเภท หลักการทำงาน การจำแนกสัญญาณ ปัญหาภูมิคุ้มกันเสียง การพัฒนาอุตสาหกรรมวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในสาธารณรัฐเบลารุส

ส่วนที่ 1 สัญญาณวิทยุ

หัวข้อ 1.1. การวิเคราะห์สัญญาณที่กำหนด

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และลักษณะสำคัญของสัญญาณเชิงกำหนด การแสดงเวกเตอร์ของสัญญาณ สัญญาณตั้งฉากและอนุกรมฟูเรียร์ทั่วไป ข้อผิดพลาดในการประมาณค่าในอนุกรมฟูริเยร์

แนวคิดของสเปกตรัมของสัญญาณ ความจำเป็นในการใช้งาน การวิเคราะห์สเปกตรัมฮาร์มอนิกและการสังเคราะห์สัญญาณเป็นระยะ ตรีโกณมิติและการแสดงที่ซับซ้อนของสเปกตรัมของสัญญาณเป็นระยะ การกระจายพลังงานในสเปกตรัมของสัญญาณเป็นระยะ

การวิเคราะห์สเปกตรัมของสัญญาณที่ไม่ใช่คาบ คุณสมบัติพื้นฐานของการแปลงฟูเรียร์ การกระจายพลังงานในสเปกตรัมของสัญญาณที่ไม่ใช่คาบ อัตราส่วนระหว่างระยะเวลาของสัญญาณและความกว้างของสเปกตรัม ความสัมพันธ์ระหว่างสเปกตรัมของสัญญาณที่มีคาบและไม่มีคาบ สเปกตรัมของสัญญาณทดสอบ: สัญญาณที่อธิบายโดยฟังก์ชันเดลตาและฟังก์ชันหน่วย สัญญาณฮาร์มอนิก

การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสัญญาณเชิงกำหนด ความสัมพันธ์ระหว่างความสัมพันธ์และลักษณะสเปกตรัมของสัญญาณ การแยกย่อยและการฟื้นฟูสัญญาณตามทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่าง (ทฤษฎีบทของ Kotelnikov) ซีรีส์ Kotelnikov หลักการของช่องทางการสื่อสารแบบมัลติเพล็กซ์ชั่วคราว

หัวข้อ 1.2. สัญญาณที่ดัดแปลง

จำเป็นต้องใช้การแกว่งแบบมอดูเลต ประเภทของการมอดูเลต สัญญาณที่มีการมอดูเลตแอมพลิจูด การแทนเวกเตอร์และสเปกตรัมของสัญญาณด้วยการมอดูเลตแอมพลิจูด อัตราส่วนพลังงาน การมอดูเลตแอมพลิจูดแบบสมดุลและแถบด้านเดียว

การปรับมุม สัญญาณที่มีการมอดูเลตความถี่ (FM) และเฟส (FM) การแสดงเวกเตอร์และสเปกตรัมของสัญญาณด้วย FM และ FM อัตราส่วนพลังงาน การวิเคราะห์เปรียบเทียบแอมพลิจูด ความถี่ และการมอดูเลตเฟส คลื่นวิทยุพร้อมการปรับความถี่คุณสมบัติและคุณสมบัติหลัก

สัญญาณที่มีการมอดูเลตแบบพัลส์ แอมพลิจูด-พัลส์ และรหัสพัลส์ (ดิจิตอล) วิธีการมอดูเลตที่ใช้ในการส่งข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่องผ่านช่องทางการสื่อสารของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การแสดงทั่วไปของการแกว่งแบบมอดูเลตในรูปแบบของสัญญาณแถบความถี่แคบ ซองจดหมาย ความถี่ และเฟสของสัญญาณแถบความถี่แคบ สัญญาณการวิเคราะห์และคุณสมบัติของมัน

ส่วนที่ 2 การแปลงสัญญาณในวงจรวิทยุเชิงเส้น

หัวข้อ 2.1. วงจรวิทยุเชิงเส้นพร้อมพารามิเตอร์คงที่

การจำแนกประเภทของวงจรเชิงเส้น. คุณสมบัติและคุณลักษณะเบื้องต้นของวงจรเชิงเส้น วิธีการคำนวณ และวิธีการหาค่าการทดลอง อุปกรณ์สำหรับแยกความแตกต่างและรวมสัญญาณ ลักษณะเฉพาะ ตัวกรอง วงจรเชิงเส้นที่ใช้งานอยู่ อุปกรณ์ขยายเสียง การจำแนกประเภท และหลักการทำงาน

วงจรวิทยุเชิงเส้นพร้อมข้อเสนอแนะ อิทธิพลของความคิดเห็นเกี่ยวกับลักษณะของอุปกรณ์ ความเสถียรของวงจรเชิงเส้นพร้อมข้อเสนอแนะ เกณฑ์ความเสถียรของ Hurwitz, Nyquist, Mikhailov

หัวข้อ 2.2. ส่งสัญญาณที่กำหนดได้ผ่านวงจรเชิงเส้น

ชี้แจงปัญหาและวิธีการวิเคราะห์วงจรเชิงเส้น วิธีการวิเคราะห์ทางโลกและทางสเปกตรัม ลักษณะเปรียบเทียบ. การผ่านของสัญญาณผ่านวงจรดิฟเฟอเรนติเอตและอินทิเกรต

คุณสมบัติของการวิเคราะห์ทางเดินของสัญญาณบรอดแบนด์และแนร์โรว์แบนด์ผ่านวงจรแนร์โรว์แบนด์ วิธีสเปกตรัมอย่างง่าย วิธีเวลาแบบง่าย (วิธีซอง) การวิเคราะห์การผ่านของสัญญาณด้วยแอมพลิจูดและการปรับความถี่ผ่านแอมพลิฟายเออร์เรโซแนนซ์

ส่วนที่ 3 การแปลงสัญญาณในวงจรวิทยุแบบไม่เชิงเส้นและแบบพารามิเตอร์

หัวข้อ 3.1. วงจรวิทยุแบบไม่เชิงเส้นและวิธีการวิเคราะห์

วงจรวิทยุแบบไม่เชิงเส้น คุณสมบัติ และลักษณะสำคัญ วิธีการประมาณคุณลักษณะขององค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้น การแปลงสเปกตรัมของสัญญาณในวงจรที่มีองค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นพร้อมกฎกำลังไฟฟ้าและการประมาณลักษณะเชิงเส้นทีละชิ้น วิธีตัดมุม

วิธีระนาบเฟส เฟสวิถี จุดเอกพจน์ ไอโซไคลน์ ลิมิตไซเคิล การวิเคราะห์อุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นโดยวิธีระนาบเฟส

หัวข้อ 3.2. การแปลงสัญญาณแบบไม่เชิงเส้น

การขยายสัญญาณแบบไม่เชิงเส้น โหมดการทำงาน และพารามิเตอร์ของเครื่องขยายเสียง การคูณความถี่ การสังเคราะห์ตัวคูณความถี่ในอุดมคติ ตัวคูณความถี่เรโซแนนต์และพาราเมตริก

รับการสั่นแบบแอมพลิจูดมอดูเลต แอมพลิจูดโมดูเลเตอร์ที่ใช้แอมพลิฟายเออร์เรโซแนนซ์และตัวคูณแรงดันแอนะล็อก โมดูเลเตอร์ที่สมดุล ยืดการสั่นสะเทือน หลักการสร้างและการทำงานของวงจรเรียงกระแส การตรวจจับสัญญาณด้วยการปรับแอมพลิจูด เครื่องตรวจจับเชิงเส้นและกำลังสอง การตรวจจับแบบซิงโครนัส

รับสัญญาณด้วยการมอดูเลตเชิงมุม โมดูเลเตอร์ความถี่และเฟส หลักการทำงานของโมดูเลเตอร์ความถี่ดิจิตอล การตรวจจับสัญญาณด้วยการมอดูเลตเชิงมุม การตรวจจับความถี่และเฟส

การแปลงความถี่ ตัวแปลงความถี่ที่สมดุล

หลักการสร้างโมดูเลเตอร์และดีโมดูเลเตอร์ (โมเด็ม) ที่ใช้ในช่องทางการสื่อสารของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

หัวข้อ 3.3. ระบบการมองเห็นอัตโนมัติ

รูปแบบโครงสร้างออสซิลเลเตอร์ ความต้องการข้อเสนอแนะในเชิงบวก การเกิดขึ้นของการสั่นและโหมดการทำงานนิ่งของออสซิลเลเตอร์ แอมพลิจูดบาลานซ์และเฟสบาลานซ์ โหมด "อ่อน" และ "ยาก" ของการกระตุ้นตัวเอง วิธีกึ่งเชิงเส้นสำหรับการวิเคราะห์โหมดนิ่ง การกำหนดแอมพลิจูดและความถี่ของการสั่นที่สร้างขึ้นในโหมดนิ่ง

แบบแผนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติ ออสซิลเลเตอร์ LC และ RC ออสซิลเลเตอร์ในตัวเองสามจุดพร้อมคัปปลิ้งแบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟ เครื่องกำเนิดอัตโนมัติบนอุปกรณ์ที่มีความต้านทานต่างกันเป็นลบ การปรับความถี่ให้คงที่ในตัวออสซิลเลเตอร์

ออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลาย Multivibrators, เครื่องสั่นเดี่ยว

หัวข้อ 3.4. อุปกรณ์พารามิเตอร์

คุณสมบัติและความหลากหลายของวงจรพาราเมตริก อัตราส่วนพลังงานในวงจรที่มีความจุไม่เป็นเชิงเส้น สมการลูกผู้ชาย-แถว

สมการเชิงอนุพันธ์ของวงจรที่มีความจุแปรผัน สมการมาติเยอ การขยายสัญญาณในวงจรพาราเมตริก วงจรเดี่ยวและวงจรคู่ เครื่องขยายเสียงแบบพาราเมตริก. การกระตุ้นการสั่นสะเทือนแบบพาราเมตริก พาราเมตรอนแบบคาปาซิทีฟและอุปนัย

ส่วนที่ 4 การแปลงสัญญาณแบบสุ่ม

หัวข้อ 4.1. ลักษณะสำคัญของสัญญาณสุ่ม

สัญญาณสุ่มและสัญญาณรบกวนในระบบสื่อสารและควบคุม วิธีการทางสถิติเชิงความน่าจะเป็นในการอธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพในวิศวกรรมวิทยุ กระบวนการสุ่มเป็นแบบจำลองของสัญญาณสุ่ม กฎหนึ่งมิติและหลายมิติของการแจกแจงความน่าจะเป็นของกระบวนการสุ่ม ลักษณะทางตัวเลข. ฟังก์ชันสหสัมพันธ์เป็นตัววัดความสัมพันธ์ทางสถิติ แนวคิดของการพึ่งพาทางสถิติของกระบวนการสุ่ม

กระบวนการสุ่มแบบคงที่และไม่คงที่ กระบวนการสุ่มตามหลักสรีรศาสตร์ ลักษณะทางสถิติของกระบวนการสุ่มแบบอยู่กับที่และแบบตามหลักสรีรศาสตร์

พลังงานความหนาแน่นสเปกตรัมของสัญญาณสุ่ม ทฤษฎีบทวีเนอร์-คินชิน ความสัมพันธ์ระหว่างความกว้างของสเปกตรัมและช่วงความสัมพันธ์ สัญญาณสุ่มบางรุ่น: เสียงปกติ (เกาส์เซียน), เสียงสีขาว, กระบวนการสุ่มวงแคบ, ลักษณะความน่าจะเป็น

หัวข้อ 4.2. การแปลงเชิงเส้นของสัญญาณสุ่ม

คำชี้แจงปัญหาการวิเคราะห์วงจรเชิงเส้นภายใต้อิทธิพลของสัญญาณสุ่ม ความหนาแน่นของสเปกตรัมพลังงานและ ฟังก์ชันสหสัมพันธ์สัญญาณสุ่มที่เอาต์พุตของวงจรเชิงเส้น ลักษณะทางตัวเลข. การกำหนดกฎการกระจายสัญญาณสุ่มที่เอาต์พุตของวงจรเชิงเส้น ผลของการปรับสัญญาณสุ่มให้เป็นมาตรฐานในวงจรแนร์โรว์แบนด์

ลักษณะของสัญญาณรบกวนภายในของวงจรเชิงเส้น ความแตกต่างและการบูรณาการของกระบวนการสุ่ม

หัวข้อ 4.3. การแปลงแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณสุ่ม

คำชี้แจงปัญหาการวิเคราะห์วงจรไม่เชิงเส้นภายใต้อิทธิพลของสัญญาณสุ่ม วิธีการกำหนดกฎของการกระจายความน่าจะเป็นของสัญญาณสุ่มที่เอาต์พุตของวงจรไร้ความเฉื่อยที่ไม่ใช่เชิงเส้น ความหนาแน่นของสเปกตรัมพลังงานและฟังก์ชันสหสัมพันธ์ของสัญญาณเอาต์พุต ความหมายของลักษณะตัวเลข.

การแปลงสัญญาณและสัญญาณรบกวนในเส้นทางรับ ลักษณะของซองจดหมายและเฟสของกระบวนการสุ่มแบบวงแคบ ผลกระทบของสัญญาณรบกวนปกติในย่านความถี่แคบต่อเครื่องตรวจจับแอมพลิจูดเชิงเส้นและกำลังสอง ผลรวมของการสั่นแบบฮาร์มอนิกและเสียงปกติบนตัวตรวจจับแอมพลิจูด การป้องกันเสียงรบกวนของเครื่องตรวจจับแอมพลิจูด ผลกระทบของสัญญาณและสัญญาณรบกวนปกติต่อเครื่องตรวจจับความถี่

หัวข้อ 4.4. หลักการกรองเชิงเส้นที่เหมาะสมที่สุด

คำชี้แจงปัญหาของการกรองสัญญาณเชิงเส้นที่ดีที่สุดกับพื้นหลังของสัญญาณรบกวน อัตราขยายของตัวกรองที่ตรงกันและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่เอาต์พุต การตอบสนองแบบอิมพัลส์ของตัวกรองที่ตรงกัน ความเป็นไปได้ทางกายภาพ สัญญาณและสัญญาณรบกวนที่เอาต์พุตของตัวกรองที่ตรงกัน การสังเคราะห์ตัวกรองที่ตรงกันสำหรับสัญญาณทั่วไปบางอย่าง การก่อตัวของสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับตัวกรองที่กำหนด จับคู่การกรองสัญญาณที่กำหนดด้วยเสียง "ที่ไม่ใช่สีขาว"

สาระสำคัญของเทคนิคสหสัมพันธ์ แผนภาพโครงสร้างของตัวรับสหสัมพันธ์ ตัวกรองเสมือนที่เหมาะสมที่สุด

ส่วนที่ 5 การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

หัวข้อ 5.1. หลักการกรองแบบไม่ต่อเนื่อง

ปัญหาการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล โครงสร้างทั่วไปตัวกรองดิจิตอล สเปกตรัมของสัญญาณตัวอย่าง การแปลงแบบไม่ต่อเนื่องฟูเรียร์ การแปลงฟูริเยร์อย่างรวดเร็ว ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการแปลง z แบบไม่ต่อเนื่อง การบิดสัญญาณแบบไม่ต่อเนื่อง

หัวข้อ 5.2. ตัวกรองดิจิตอล

หลักการของตัวกรองดิจิตอล ถ่ายโอนฟังก์ชันของตัวกรองดิจิทัล ตัวกรองดิจิทัลแบบไม่เรียกซ้ำและแบบเรียกซ้ำ รูปแบบมาตรฐานของตัวกรองแบบเรียกซ้ำ วิธีการสังเคราะห์ตัวกรองดิจิทัล

ตัวอย่างรายการหัวข้อการออกกำลังกายที่ใช้ได้จริง

1. การวิเคราะห์สเปกตรัมของสัญญาณเป็นระยะ

2. การวิเคราะห์สเปกตรัมของสัญญาณที่ไม่ใช่คาบ

3. การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสัญญาณ

4. การแยกย่อยและการฟื้นฟูสัญญาณตามทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่าง (ทฤษฎีบทของ Kotelnikov)

5. การส่งสัญญาณผ่านอุปกรณ์เชิงเส้น

6. การแปลงสัญญาณแบบไม่เชิงเส้น

7. การคำนวณพารามิเตอร์ของการแกว่งแบบมอดูเลตแอมพลิจูด

8. การคำนวณพารามิเตอร์ของสัญญาณด้วยการปรับความถี่และเฟส

9. การคำนวณแอมพลิจูดและความถี่ของการสั่นที่เกิดจากออสซิลเลเตอร์ในตัวเอง

10. การคำนวณคุณสมบัติของแอมพลิฟายเออร์พาราเมตริก

11. การคำนวณลักษณะเชิงตัวเลขของสัญญาณสุ่มที่อยู่นิ่งและตามหลักสรีรศาสตร์

12. การแปลงเชิงเส้นของสัญญาณสุ่ม

13. การแปลงแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณสุ่ม

14. การสังเคราะห์ตัวกรองที่ตรงกันสำหรับสัญญาณต่างๆ

15. การสังเคราะห์ตัวกรองดิจิทัล

รายการตัวอย่างหัวข้อห้องปฏิบัติการ

1. การศึกษาสเปกตรัมของสัญญาณเป็นระยะและไม่เป็นระยะ

2. การศึกษาสเปกตรัมของสัญญาณที่มีแอมพลิจูด ความถี่ และการปรับเฟส

3. การวิเคราะห์สหสัมพันธ์ของสัญญาณเชิงกำหนด

4. การตรวจสอบกระบวนการแยกสัญญาณตามทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่าง

5. การศึกษาทางเดินของสัญญาณผ่านอุปกรณ์เชิงเส้น

6. การศึกษาการผ่านของสัญญาณผ่านอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น

7. การศึกษากระบวนการมอดูเลตแอมพลิจูด

8. ศึกษากระบวนการแก้ไขและตรวจจับการสั่นของ AM

9. การศึกษากำเนิดของการสั่นของฮาร์มอนิก

10. ศึกษากฎหมายการกระจายสัญญาณแบบสุ่ม

11. การศึกษาทางเดินของสัญญาณสุ่มผ่านอุปกรณ์เชิงเส้น

12. ศึกษาการผ่านของสัญญาณสุ่มผ่านอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น

13. การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสัญญาณสุ่ม

14. การสังเคราะห์และการศึกษาตัวกรองดิจิทัล

รายการตัวอย่างของงานหลักสูตร

1. การคำนวณการผ่านของสัญญาณที่มีรูปร่างซับซ้อนผ่านวงจรเชิงเส้นด้วยวิธีสเปกตรัม

2. การคำนวณการผ่านของสัญญาณที่มีรูปร่างซับซ้อนผ่านวงจรเชิงเส้นโดยวิธีเวลา

3. การคำนวณลักษณะทางโลกและสเปกตรัมของสัญญาณที่เอาต์พุตของอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น

4. การคำนวณลักษณะทางสถิติของสัญญาณสุ่มที่เอาต์พุตของอุปกรณ์เชิงเส้น

5. การคำนวณลักษณะทางสถิติของสัญญาณสุ่มที่เอาต์พุตของอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น

วรรณกรรม

หลัก

1. Nefedov ของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร: ตำราเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย - ม.: มัธยมปลาย, 2545.

2. โซ่และสัญญาณ Gonorovsky: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย - ม.: วิทยุและการสื่อสาร, 2529.

3. Ushakov พื้นฐานของวิศวกรรมวิทยุ: กวดวิชาสำหรับมหาวิทยาลัย - ม.: มัธยมปลาย, 2545.

4. โซ่และสัญญาณ Baskakov: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย - ม.: มัธยมปลาย, 2543.

5. วงจรวิทยุและสัญญาณ , ฯลฯ/เอ็ด. - วิทยุและคมนาคม, 2533.

เพิ่มเติม

1. Manaev ของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ - ม.: วิทยุและการสื่อสาร, 2533.

2. ตัวกรองแฮมมิ่ง: ต่อ. จากอังกฤษ. ม:. นกฮูก วิทยุ. 2523.

3. เรือคายัคของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ - ม:. โรงเรียนมัธยม, 2531.

4. เนเฟดอฟ - ม.: MIREA, 1997.

5. Levin พื้นฐานของวิศวกรรมวิทยุทางสถิติ - ม.: วิทยุและการสื่อสาร, 2532.

6. Prokins J. การสื่อสารแบบดิจิตอล. - ม.: วิทยุและการสื่อสาร, 2542.

7. โซ่และสัญญาณ Bitus ส่วนที่ 1 และ 3 - มินสค์: BSUIR, 1999

8. วงจรวิทยุและสัญญาณ ตัวอย่างและงาน: ตำราสำหรับมหาวิทยาลัย. / เอ็ด - ม.: วิทยุและการสื่อสาร, 2532.

9. โซ่และสัญญาณ Baskakov: คู่มือการแก้ปัญหา: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย - ม.: อุดมศึกษา, 2545.

เมื่อดำเนินการบรรยายในห้องเรียนที่ติดตั้งระบบทีวีเพื่อการศึกษา จะมีการสนับสนุนคอมพิวเตอร์ให้ ชั้นเรียนในห้องปฏิบัติการและภาคปฏิบัติจัดขึ้นในชั้นเรียนคอมพิวเตอร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล สำหรับสิ่งนี้ มีซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมซึ่งสร้างโดยพนักงานของ BSUIR และแพ็คเกจต่างๆ โปรแกรมประยุกต์เช่น Mathcad, Matlab เป็นต้น

ที่ได้รับการอนุมัติ

กระทรวงศึกษาธิการ

สาธารณรัฐเบลารุส

16.01.2006

เลขทะเบียน มท-I.009/แบบ.

อิเล็กทรอนิกส์, ความถี่สูงพิเศษ

และควอนตัมอุปกรณ์

หลักสูตรให้สูงขึ้น สถาบันการศึกษา

ตามความชำนาญพิเศษ 1 – วิศวกรรมวิทยุ 1 – ระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ 1 – วิทยุสารสนเทศ 1 – ความปลอดภัยของข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์

คอมไพเลอร์:

, หัวหน้าแผนกอิเล็กทรอนิกส์ของสถาบันการศึกษา "มหาวิทยาลัยสารสนเทศและวิทยุอิเล็กทรอนิกส์แห่งรัฐเบลารุส" ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์เทคนิค

, อาจารย์อาวุโสของภาควิชาอิเล็กทรอนิกส์ของสถานศึกษา "มหาวิทยาลัยสารสนเทศและวิทยุอิเล็กทรอนิกส์แห่งรัฐเบลารุส";

, รองศาสตราจารย์ภาควิชาอิเล็กทรอนิกส์ของสถาบันการศึกษา "มหาวิทยาลัยสารสนเทศและวิทยุอิเล็กทรอนิกส์แห่งรัฐเบลารุส" ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์เทคนิค

ภายใต้กองบรรณาธิการทั่วไป:

ผู้ตรวจสอบ:

ภาควิชาอิเล็กทรอนิกส์สถาบันการทหารแห่งสาธารณรัฐเบลารุส (โปรโตคอลของ 01.01.2001.);

, หัวหน้าภาควิชา สถาบันผลิตเครื่องมือวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ผู้สมัครสาขาเทคนิคอล

แผนกอิเล็กทรอนิกส์ของสถาบันการศึกษา "มหาวิทยาลัยสารสนเทศและวิทยุแห่งรัฐเบลารุส" (โปรโตคอลของ 01.01.2001.);

สภาวิทยาศาสตร์และระเบียบวิธีของสถาบันการศึกษา "Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics" (รายงานการประชุมวันที่ 01/01/2001)

เห็นด้วย:

ประธานสมาคมการศึกษาและวิธีการของสถาบันอุดมศึกษาแห่งสาธารณรัฐเบลารุสเพื่อการศึกษาด้านสารสนเทศและวิทยุอิเล็กทรอนิกส์

หัวหน้าแผนกการศึกษาเฉพาะทางระดับสูงและมัธยมศึกษาของกระทรวงศึกษาธิการแห่งสาธารณรัฐเบลารุส

รองอธิการบดีคนที่หนึ่ง หน่วยงานของรัฐการศึกษา "สถาบันการศึกษาระดับสูงของสาธารณรัฐ"

หมายเหตุอธิบาย

โปรแกรมมาตรฐาน "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และอุปกรณ์ควอนตัม" ได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับความเชี่ยวชาญพิเศษ 1 - วิศวกรรมวิทยุ 1 - ระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ 1 - สารสนเทศวิทยุ 1 - การคุ้มครองข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ของสถาบันการศึกษาระดับสูง และจัดให้มีการฝึกอบรมขั้นพื้นฐานสำหรับนักเรียนที่จำเป็นสำหรับ การศึกษาที่ประสบความสำเร็จในสาขาวิชาพิเศษและการแก้ปัญหางานอุตสาหกรรมและการวิจัยที่ตามมาตามมาตรฐานการศึกษา จุดประสงค์ของการศึกษาระเบียบวินัยคือเพื่อเตรียมนักเรียนให้พร้อมสำหรับการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเลือกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างมีเหตุผล โหมดการทำงาน และวงจรสวิตชิ่งในอุปกรณ์ต่างๆ

การศึกษาระเบียบวินัย "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และอุปกรณ์ควอนตัม" ควรขึ้นอยู่กับเนื้อหาของสาขาวิชาต่อไปนี้: "คณิตศาสตร์ขั้นสูง" (แคลคูลัสเชิงอนุพันธ์และอินทิกรัล สมการเชิงอนุพันธ์ ฟังก์ชันของตัวแปรเชิงซ้อน) "ฟิสิกส์" (ไฟฟ้า, แม่เหล็ก, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าฟิสิกส์ควอนตัม ฟิสิกส์สถานะของแข็ง) "วิศวกรรมไฟฟ้า" (ทฤษฎีวงจรไฟฟ้าเชิงเส้นและไม่เป็นเชิงเส้น)

โปรแกรมได้รับการออกแบบตามข้อกำหนดของมาตรฐานการศึกษาและออกแบบมาสำหรับการเรียน 86 ชั่วโมง การกระจายชั่วโมงการสอนโดยประมาณตามประเภทของชั้นเรียน: การบรรยาย - 52 ชั่วโมง, ชั้นเรียนในห้องปฏิบัติการ - 34 ชั่วโมง

จากการเรียนหลักสูตร "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และอุปกรณ์ควอนตัม" นักเรียนจะต้อง:

ทราบ:

- รากฐานทางกายภาพของปรากฏการณ์ หลักการของการทำงาน อุปกรณ์ พารามิเตอร์ ลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และควอนตัม และองค์ประกอบของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และพวกมัน รุ่นต่างๆใช้ในการวิเคราะห์และสังเคราะห์วิทยุ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์;

– สถานะปัจจุบันและโอกาสในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และอุปกรณ์ควอนตัม

สามารถ:

- ใช้ความรู้ที่ได้มาเพื่อ ทางเลือกที่เหมาะสมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และตั้งค่าโหมดการทำงานตาม กระแสตรง;

- ค้นหาพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ตามลักษณะเฉพาะ

– เพื่อกำหนดอิทธิพลของโหมดและสภาวะการทำงานต่อพารามิเตอร์ของอุปกรณ์

ได้รับทักษะการทำงาน:

- กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ที่ใช้ในการศึกษาลักษณะและการวัดพารามิเตอร์ของอุปกรณ์

หมวดที่ 1 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การแนะนำ

คำจำกัดความของคำว่า "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์" การจำแนกประเภทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตามลักษณะของสภาพแวดล้อมการทำงาน (สุญญากาศ ก๊าซที่หายาก สถานะของแข็ง) หลักการทำงาน และช่วงความถี่ในการทำงาน คุณสมบัติและคุณสมบัติพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

โครงร่างทางประวัติศาสตร์โดยย่อของการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ในประเทศและต่างประเทศ บทบาทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ระบบโทรคมนาคม ระบบคอมพิวเตอร์ และสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอื่น ๆ คุณค่าของหลักสูตรในฐานะหนึ่งในสาขาวิชาพื้นฐานในสาขาวิศวกรรมวิทยุพิเศษ

หัวข้อ 1. พื้นฐานทางกายภาพของเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

คุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ วัสดุพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ (ซิลิกอน เจอร์เมเนียม แกลเลียมอาร์เซไนด์ แกลเลียมไนไตรด์) พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าหลัก กระบวนการสร้างผู้ให้บริการฟรี

ความเข้มข้นของตัวพาอิสระในสารกึ่งตัวนำภายในและภายนอก การขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อายุการใช้งานและระยะเวลาการแพร่กระจายของตัวพา ระดับ Fermi ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความเข้มข้นของสิ่งเจือปน

กระบวนการทางจลนศาสตร์ในเซมิคอนดักเตอร์ การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนและความเร็วเฉลี่ย การเคลื่อนที่แบบดริฟท์ การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า และการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความเข้มข้นของสิ่งเจือปน ความหนาแน่นของกระแสดริฟท์ ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารกึ่งตัวนำ และการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความเข้มข้นของสิ่งเจือปน การเคลื่อนที่ของพาหะในสนามไฟฟ้าแรง การพึ่งพาความเร็วดริฟท์กับความแรงของสนามไฟฟ้า การเคลื่อนที่แบบแพร่ของพาหะ ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ ความหนาแน่นกระแสการแพร่ ความสัมพันธ์ของไอน์สไตน์ การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำที่มีการกระจายตัวของสิ่งสกปรกไม่สม่ำเสมอ

กระบวนการทางกายภาพที่พื้นผิวของเซมิคอนดักเตอร์ สถานะของพลังงานพื้นผิว คุณลักษณะของการเคลื่อนที่ของพาหะใกล้พื้นผิว การรวมตัวของพื้นผิว เซมิคอนดักเตอร์ในสนามไฟฟ้าภายนอก ความยาวของชีลด์ เลเยอร์ที่หมด อุดม และกลับด้าน

ปรากฏการณ์การสัมผัสในสารกึ่งตัวนำ กระบวนการทางกายภาพในการเปลี่ยนผ่านของรูอิเล็กตรอน การก่อตัวของชั้นพร่อง สภาพสมดุล สมการปัวซอง แผนภาพพลังงาน การกระจายศักย์ ความแรงของสนามไฟฟ้า และประจุไฟฟ้าในพื้นที่ทางแยก ความสูงของสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นและความกว้างของการเปลี่ยนแปลง

การเปลี่ยนแปลงของรูอิเล็กตรอนเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอก การฉีดและการสกัดสารพาหะ คุณสมบัติของการเปลี่ยนแบบไม่สมมาตร

ลักษณะเฉพาะของโวลต์-แอมแปร์ (CVC) ของการเปลี่ยนผ่านของรูอิเล็กตรอนในอุดมคติ การแพร่กระจายของพาหะที่ไม่สมดุล กระแสความร้อน, ขึ้นอยู่กับช่องว่างแถบ, ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนและอุณหภูมิ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และพารามิเตอร์ของทางแยก pn ในอุดมคติ: ความต้านทานไฟฟ้าสถิตและดิฟเฟอเรนเชียล ความจุของสิ่งกีดขวางและการแพร่กระจายของทางแยก การขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ แยก p-n-แยก ประเภทของการสลาย

หน้าสัมผัสสารกึ่งตัวนำโลหะ หน้าสัมผัสแก้ไขและไม่แก้ไข (โอห์มมิก)

เฮเทอโรจังก์ชั่น ไดอะแกรมพลังงาน คุณสมบัติของกระบวนการทางกายภาพ คุณสมบัติ VAC

หัวข้อ 2. ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

การจำแนกประเภทของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ตามเทคโนโลยีการผลิต กำลังไฟ ความถี่ และการใช้งาน: วงจรเรียงกระแส, ไดโอดซีเนอร์, วารีแคป, พัลส์ไดโอด, ไดโอดกักเก็บประจุ, ไดโอดชอตต์กี้, ทันเนลและไดโอดกลับด้าน หลักการทำงาน ลักษณะ พารามิเตอร์ วงจรสวิตชิ่ง ระบบการกำหนดไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ อิทธิพลของอุณหภูมิต่อ CVC

หัวข้อ 3. ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

อุปกรณ์ไบโพลาร์ทรานซิสเตอร์ (BT) แผนการรวม โหมดพื้นฐาน: แอกทีฟ, จุดตัด, ความอิ่มตัว, ผกผัน หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์: กระบวนการทางกายภาพในชุมทางอิมิตเตอร์ ฐาน และทางแยกสะสม การกระจายผู้ให้บริการรายย่อยในฐานข้อมูลภายใต้โหมดต่างๆ เอฟเฟกต์การปรับความกว้างฐาน กระแสในทรานซิสเตอร์ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแสในวงจรที่มีฐานร่วม (OB) และอิมิตเตอร์ร่วม (OE)

พารามิเตอร์ทางกายภาพของทรานซิสเตอร์: ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนปัจจุบัน, ความต้านทานเชิงอนุพันธ์และความจุของการเปลี่ยนผ่าน, ความต้านทานเชิงปริมาตรของภูมิภาค

ลักษณะคงที่ของทรานซิสเตอร์ แบบจำลองของทรานซิสเตอร์ในอุดมคติ (แบบจำลอง Ebers-Moll) ลักษณะของทรานซิสเตอร์จริงในวงจร OB และ OE อิทธิพลของอุณหภูมิต่อคุณลักษณะของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์เป็นรูปสี่เหลี่ยมเชิงเส้น แนวคิดของสัญญาณขนาดเล็ก ระบบ Z-, Y-, H - พารามิเตอร์และวงจรสมมูลของทรานซิสเตอร์ ความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์ H กับ พารามิเตอร์ทางกายภาพทรานซิสเตอร์. การหาค่าพารามิเตอร์ H ตามลักษณะคงที่ การพึ่งพาพารามิเตอร์ H ในโหมดการทำงานและอุณหภูมิ T - และวงจรสมมูลรูปตัว U ของทรานซิสเตอร์

การทำงานของทรานซิสเตอร์กับโหลด สร้างสายโหลด หลักการขยายเสียง

คุณสมบัติการทำงานของทรานซิสเตอร์เปิด ความถี่สูง. กระบวนการทางกายภาพที่กำหนดพารามิเตอร์ความถี่ของทรานซิสเตอร์ การจำกัดและจำกัดความถี่ วงจรสมมูลของทรานซิสเตอร์ที่ความถี่สูง วิธีเพิ่มความถี่ในการทำงานของ BT

การทำงานของทรานซิสเตอร์ในโหมดพัลซิ่ง กระบวนการทางกายภาพของการสะสมและการสลายของตัวพาประจุ พารามิเตอร์พัลส์ของทรานซิสเตอร์

ความหลากหลายและโอกาสในการพัฒนา BT

หัวข้อ 4. ทรานซิสเตอร์ภาคสนาม

ทรานซิสเตอร์ภาคสนาม (FET) พร้อมการควบคุม p-n-junction อุปกรณ์วงจรสวิตชิ่ง. หลักการทำงาน กระบวนการทางกายภาพ อิทธิพลของแรงดันอิเล็กโทรดต่อความกว้างของทางแยก p-n และรูปร่างของช่องสัญญาณ ลักษณะคงที่ จุดตัด ความอิ่มตัว และบริเวณแยกย่อยของจุดเชื่อมต่อ p-n

PT พร้อมสิ่งกีดขวาง Schottky อุปกรณ์หลักการทำงาน ลักษณะและพารามิเตอร์

PT พร้อมประตูฉนวน ทรานซิสเตอร์ MIS พร้อมแชนเนลในตัวและเหนี่ยวนำ อุปกรณ์วงจรสวิตชิ่ง. โหมดพร่องและการเพิ่มคุณค่าในทรานซิสเตอร์ที่มีแชนเนลในตัวและลักษณะคงที่

PT เป็นสี่เหลี่ยมเชิงเส้น ระบบพารามิเตอร์ y ทรานซิสเตอร์สนามผลและความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์ทางกายภาพ อิทธิพลของอุณหภูมิต่อคุณลักษณะและพารามิเตอร์ของ PT

การทำงานของ PT ที่ความถี่สูงและในโหมดพัลซิ่ง ปัจจัยที่กำหนดคุณสมบัติของความถี่ จำกัด ความถี่ วงจรสมมูลที่ความถี่สูง. พื้นที่ใช้งานของ PT การเปรียบเทียบสนามและทรานซิสเตอร์สองขั้ว โอกาสในการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ PT

หัวข้อ 5. อุปกรณ์สวิตชิ่ง

อุปกรณ์, หลักการทำงาน, CVC, ประเภทของไทริสเตอร์, ไดโอดไทริสเตอร์, ไทริสเตอร์ไตรโอด, ไตรแอก, การใช้งาน พารามิเตอร์และระบบการกำหนดอุปกรณ์สวิตชิ่ง

หัวข้อ 6. องค์ประกอบของไมโครเซอร์กิตแบบบูรณาการ

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับไมโครอิเล็กทรอนิกส์ การจำแนกส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และส่วนประกอบของไมโครเซอร์กิตลูกผสม ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องแบบพาสซีฟของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ) วัตถุประสงค์, พื้นฐานทางกายภาพของงาน, พารามิเตอร์, ระบบสัญกรณ์ องค์ประกอบแบบพาสซีฟของวงจรรวม: ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์แบบรวม, ทรานซิสเตอร์สิ่งกีดขวาง Schottky, ทรานซิสเตอร์มัลติอิมิตเตอร์ ไดโอดของไอซีสารกึ่งตัวนำ ทรานซิสเตอร์สองขั้วพร้อมกำลังการฉีด สารกึ่งตัวนำด้วย ค่าพันธบัตร(ปชป.). แอปพลิเคชั่น CCD พารามิเตอร์ขององค์ประกอบ CCD

หัวข้อ 7. ส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์

คำจำกัดความของช่วงแสง การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้า. การจำแนกประเภทของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์. ประเภทหลักของตัวปล่อยสารกึ่งตัวนำ: ตัวปล่อยสารกึ่งตัวนำที่ไม่ต่อเนื่องกันและต่อเนื่องกัน ไฟ LED อุปกรณ์ หลักการทำงาน ลักษณะ พารามิเตอร์ วัสดุหลักที่ใช้ในการผลิต LED ความก้าวหน้าในการพัฒนา LED

ตัวรับรังสีสารกึ่งตัวนำ: โฟโตรีซีสเตอร์, โฟโตไดโอด, โฟโตทรานซิสเตอร์, โฟโตไทริสเตอร์ หลักการทำงาน ลักษณะ พารามิเตอร์

อุปกรณ์ของออปโตคัปเปลอร์, ประเภทหลักของออปโตคัปเปลอร์: ตัวต้านทาน, ไดโอด, ทรานซิสเตอร์และไทริสเตอร์ การจำแนกประเภท หลักการทำงาน พารามิเตอร์อินพุตและเอาต์พุตของออปโตคัปเปลอร์

หัวข้อ 10. หลอดไฟที่ควบคุมด้วยไฟฟ้า

การปล่อยอิเล็กทรอนิกส์ ประเภทของปัญหา แคโทดของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า แคโทดประเภทหลัก ทางเดินของกระแสในสุญญากาศ กระแสถ่ายโอน กระแสกระจัด กระแสรวม แนวคิดของกระแสเหนี่ยวนำ

ไดโอดสูญญากาศ หลักการทำงาน. แนวคิดของประจุปริมาตร โหมดอิ่มตัวและโหมดจำกัดกระแสโดยประจุพื้นที่ ลักษณะขั้วบวกในอุดมคติและที่แท้จริงของไดโอด ตัวเลือกแบบคงที่ ประเภทหลักของไดโอด แอพพลิเคชั่น

หลอดไฟสามขั้ว อุปกรณ์ บทบาทของกริดในไตรโอด แนวคิดของการแสดงความเครียดและการซึมผ่านของตาข่าย การกระจายกระแสในไตรโอด ลักษณะคงที่ของไตรโอด พารามิเตอร์คงที่และคำจำกัดความตามลักษณะเฉพาะ ความจุระหว่างอิเล็กโทรด โหมดการทำงานของไตรโอดที่มีโหลด, ลักษณะโหลด, พารามิเตอร์ของโหมดการทำงานพร้อมโหลด

Tetrodes และ Pentodes บทบาทของกริด แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน การกระจายปัจจุบัน ลักษณะคงที่และพารามิเตอร์ของหลอดไฟฟ้าแบบหลายขั้ว ความจุระหว่างอิเล็กโทรด วงจรสมมูลของหลอดสุญญากาศที่ความถี่ต่ำและสูง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและไฟโมดูเลเตอร์ที่ทรงพลัง

คุณสมบัติของการทำงานของหลอดอิเล็กทรอนิกส์ที่มีการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนแบบคงที่ในช่วงความถี่ไมโครเวฟ แนวคิดของกระแสรวม อิทธิพลของคุณสมบัติเฉื่อยของการไหลของอิเล็กตรอนต่อการทำงานของหลอดอิเล็กตรอน อิทธิพลต่อพารามิเตอร์ของหลอดไมโครเวฟของความจุระหว่างอิเล็กโทรดและตัวเหนี่ยวนำตะกั่ว คุณสมบัติของการออกแบบหลอดอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงไมโครเวฟ หลอดสุญญากาศไมโครเวฟทรงพลัง ขอบเขตของหลอดไฟอิเล็กทรอนิกส์ของช่วงไมโครเวฟ

หัวข้อ 11. อุปกรณ์แสดงข้อมูล

การจำแนกประเภทของอุปกรณ์สำหรับแสดงข้อมูล

ประเภทของอุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอน อุปกรณ์และหลักการทำงานของอุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอน องค์ประกอบของเลนส์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบโฟกัสและการเบี่ยงเบนในหลอดรังสีแคโทด ประเภทของหน้าจอของหลอดรังสีแคโทด ตัวเลือกหน้าจอ

ประเภทของหลอดรังสีแคโทด: หลอดออสซิลโลสโคป, หลอดแสดงผล, ไคน์สโคป, หลอดแสดงผล, หลอดหน่วยความจำ

ตัวบ่งชี้เซมิคอนดักเตอร์

ตัวบ่งชี้คริสตัลเหลว พารามิเตอร์พื้นฐานที่แสดงลักษณะของผลึกเหลว อุปกรณ์ LCD ในแสงที่ส่องผ่านและแสงสะท้อน ความเป็นไปได้ของการแสดงสีใน LCD จอภาพ LCD อุปกรณ์และพารามิเตอร์หลัก

ไฟแสดงสถานะหลอดไส้สุญญากาศ (VNI), ไฟแสดงสถานะเรืองแสงสุญญากาศ (VLI): เลขหลักเดียว, หลายหลัก, เซ็กเมนต์ VLI, ไฟแสดงสถานะเรืองแสงด้วยไฟฟ้า (ELI): อุปกรณ์และหลักการทำงาน

ตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซ (GDI) บทบัญญัติหลักของทฤษฎีการปล่อยสารเรืองแสงด้วยแคโทดเย็น ไม่ต่อเนื่อง ตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซ. ประเภทและพารามิเตอร์หลักของ GRI อุปกรณ์และหลักการทำงานของแผงแสดงการปล่อยก๊าซ