4 Содержание отчета

4.1 Цель работы

4.2 Краткие теоретические сведения.

4.3 Задания.

4.4 Осциллограммы измерительных сигналов

4.5 Графики для каждого расчета.

4.6 Ответы на контрольные вопросы

5 Конторольные вопросы

5.1 Дайте определение испытательному импульсу и привидите его в графический вид

5.2 Как отлиается между собой сигналы яркости и цветности

5.3 Что представляет собой модулированные по амплитуде импульсы?

6 Список литературы

6.1 Под ред. В.Е. Джаконии. Телевидение: Учебник для вузов/-М.: Радио и связь, 1997.-640с.

6.2 ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений.

6.3 Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения: Учеб. Пособия.- М.: Горячая линия -Телеком, 2001.-224с.

6.4 Барабаш П.А.,Воробьев С.П. и др. Мультисервисные сети кабельного телевидения. – СПб.: Наука, 2000.

Практическое занятие 2 «Расчёт основных параметров волноводов»

1 Цель занятия

1.1 Расчет основных параметров волноводов.

2 Пояснения к занятию

2.1 Краткие теоретические сведения

Теоретически ещё в конце прошлого столетия было доказано, что электромагнитную энергию можно передавать внутри полых металлических труб. Практически такие трубы называют волноводами.

В более общем понимании волноводом является любая система, направляющая электромагнитные волны.

Волновод может быть как жёстким, так и гибким.

При некоторой относительно низкой частоте волна будет падать на стенку волновода почти перпендикулярно и энергия вдоль волновода перемещаться не будет. Такая частота называется критической. В дальней связи обычно используют круглые волноводы с волной типа H₀₁, поэтому приводим расчётные формулы для этого случая.

Критическая частота f_c определяется по формуле

Где Кс - волновое число передающей системы, для волны Н₀₁

, где а - радиус волновода в сантиметрах.

- магнитная проницаемость материала волновода, для меди

E - диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заполняющего волновод, для

воздуха

Критическая длина волны определяется по формуле:

Где V_Э - скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, равная См/км

Волновое сопротивление определяется по формуле:

где - волновое сопротивление диэлектрика волновода; для воздуха Zg=377 Ом.

Фазовая скорость V_Ф, групповая скорость V_ГР, и коэффициент фазы волновода

для частот выше критической определяются по формулам:

2 Задание

2.1 Определить критическую частоту волновода (f с)

2.2 Произвести расчёт длины волны волновода ( с)

2.3 Определить волновое сопротивление волновода (Z в)

2.4 Определить фазовую (Уф), групповую (V_ГР) скорости и коэффициент фазы ( ) волновода.

2.5 Исходные данные для расчёта приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
d, см	4	3	5	3,5	б	4,5	5,5	4,2	3,2	5,2
f, ГГц	25	30	27	24	28	25,5	27,5	26,5	29,5	28

№ варианта	11	12	13	14	15	16		17	18	19	20
d, см	4,4	3,4	5,4	3,8	4,8	5,8		3,6	4,6	5,6	3,7
f, ГГц	29	28,5	28,2	25,8	26,8	27		26	25,2	26,2	27,2
№ варианта	21	22	23	24	25	26		27	28	29	30
d, см	3,3	4,3	5,3	6	3,9	4,9		5,9	5,6	5,5	5,55
f, ГГц	25	27	28	30	25	24		25,5	26	27	27,7
№ варианта	31	32	33	34	35
d, см	6	4,7	4,9	4,8	6
f, ГГц	25	24	30	28	26

4. Содержание отчёта.

4.1 Цель работы.

4.2 Задание.

4.3 Таблица исходных данных.

4.4 Расчётные формулы.

4.5 Таблица расчётных величин.

5. Литература.

5.1 Ю. С. Шинаков, Ю. М. Колодяжный «Теория передачи сигналов электросвязи». М: Радио и связь, 1989.

Практическое занятие 3

«Изучение синтезаторов радиочастоты»

1 Цель занятия

1.1 Изучить синтезатор частоты с ФАПЧ первого типа

1.2 Изучить синтезатор частоты с ФАПЧ второго типа

2 Пояснение к занятию

2.1 Краткие теоретические сведения

Синтезатор преобразует частоту колебаний опорного генератора в любую другую частоту, которая в данное время необходима для радиосвязи или вещания. Стабильность частоты при этом преобразовании не должна существенно ухудшаться. В отдельных случаях синтезатор частоты не нужен, например, если генератор непосредственно создает колебания нужной частоты. Однако с синтезатором легче обеспечить требуемую высокую точность и стабильность частоты, так как он, во-первых, работает на более низкой частоте, на которой легче обеспечить требуемую стабильность; во-вторых, он работает на фиксированной частоте. Кроме того, современные синтезаторы приспособлены для дистанционного или автоматического управления синтезируемой частотой, что облегчает общую автоматизацию передатчика.

Синтезаторы частоты, в которых используются способы прямого или косвенного синтеза частоты на основе стабильного опорного генератора.

При прямом синтезе выходная частота синтезатора получается путем многократных последовательно проводимых операций деления, умножения, сложения и вычитания частоты колебания опорного генератора и частот, получающихся при этих операциях колебаний.

Деление частоты про изводится специальными каскадами - делителями частоты, в качестве которых можно использовать, например, триггеры.

В качестве умножителей обычно используются генераторы гармоник, формирующие короткие импульсы из колебания, частота которого подлежит умножению. Спектр этих импульсов богат гармониками. С помощью узкополосного полосового фильтра из спектра импульсов выделяется сигнал требуемой гармоники.

Сложение и вычитание частот получается в процессе преобразования частоты в преобразователях (иногда их называют смесителями). На входы преобразователя подаются два сигнала с частотами, которые надо сложить или вычесть. При взаимодействии этих сигналов в преобразователе возникают составляющие различных комбинационных частот, в том числе суммарной и разностной, одна из которых выделяется фильтром.

Принцип прямого синтеза частоты можно пояснить с помощью рис. 1, где показана структурная схема синтезатора частоты. Здесь приняты следующие обозначения: Г - кварцевый генератор частоты 1 МГц; Д1-ДЗ - делители частоты на 1 о; У1- УЗ - умножители частоты с изменяемым коэффициентом умножения; Пр 1, Пр2 - преобразователи частоты.

Рисунок 1- Структурная схема синтезатора частоты

Предположим, что необходимо получить частоту 156 кГц. После делителей частоты Д1-ДЗ получаются частоты соответственно 100, 10 и 1 кГц. Установив переключатели настройки умножителей У1-УЗ в положения п, = 1, п2 = 5 и llз = 6, получим на выходах умножителей соответственно частоты 100, 50 и 6 кГц. На выходе преобразователя Пр2 выделяется суммарный сигнал с частотой 50 + 6 = 56 кГц, а после преобразователя Пр1 - нужная частота 156 кГц.

Выделение нужных частот после умножителей и преобразователей производится резонансными контурами или фильтрами. Следует иметь в виду, что для уменьшения побочных составляющих (соседние гармоники, остатки слагаемых или вычитаемых в преобразователях сигналов, их комбинационных составляющих) необходимо использовать достаточно сложные фильтрующие устройства.

В синтезаторах косвенного синтеза источником колебаний рабочей частоты служит перестраиваемый по частоте управляемый напряжением генератор (УГ). Текущая частота УГ преобразуется в частоту, равную частоте опорного сигнала или частоте другого колебания, полученного из сигнала опорного генератора, и сопоставляется с ней. В результате сравнения частот (с точностью до фазы) вырабатывается сигнал ошибки, который и подстраивает управляемый генератор. Цепь, выполняющая эти операции, называется системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Обычно используются два типа систем фазовой автоподстройки: с делением частоты в цепи приведения частоты управляемого генератора к частоте опорного сигнала и с суммированием или вычитанием сигналов в этой цепи, т.е. с преобразованием частоты.

Принцип работы системы ФАПЧ первого типа состоит в следующем (рис. 2). Колебания управляемого напряжением генератора УГ подаются на один из двух входов фазового детектора ФД через делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД, который делит частоту сигнала генератора в n раз. На второй вход фазового детектора подается сигнал опорного генератора ОГ с частотой fо.

Выходное напряжение фазового детектора через фильтр нижних частот ФНЧ воздействует на управляемый генератор так, что частота его сигнала, поделенная в n раз, будет равна частоте опорного генератора. Изменяя коэффициент деления ДПКД, можно изменять частоту генератора с шагом, равным частоте fо. В качестве ДПКД обычно используются счетчики импульсов, выполненные на цифровых элементах.

Рисунок 2 Структурная схема синтезатора частоты с ФАПЧ первого типа.

Принцип работы системы ФАПЧ второго типа поясняется рис. з. Колебания управляемого генератора с частотой fуг и колебания генератора сдвига ГС с частотой [с подаются на входы преобразователя частоты Пр. На выходе последнего полосовым фильтром ПФ выделяется сигнал разностной частоты дf = fс - fуг или дf = fуг - fС. Этот сигнал подается на один вход фазового детектора, на второй его вход поступает сигнал опорного генератора fо. На выходе детектора образуется управляющее напряжение, которое изменяет частоту управляемого генератора до получения равенства дf = fо. В качестве генератора сдвига можно использовать синтезатор, выполнены на основе метода прямого синтеза.

Выходным сигналом синтезаторов косвенного синтеза частоты являются колебания управляемого генератора без каких-либо преобразований, обеспечивающие высокую спектральную чистоту выходных колебаний (отсутствие побочных составляющих).

Чтобы получить небольшой шаг перестройки синтезатора, частота fо должна быть небольшой и равной этому шагу. Поскольку опорные генераторы обычно выполнены на кварцевых резонаторах с достаточно высокой частотой, производят деление частоты до требуемого значения. В реальных синтезаторах частоты применяют и более сложные системы ФАПЧ, что облегчает процессы пере стройки синтезаторов и борьбу с побочными составляющими.

Рисунок 3- Структурная схема синтезатора частоты с ФАПЧ второго типа