Федерального государственного образовательного

Технологический институт

Учреждения высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

ПРИОРИТЕТНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ «ОБРАЗОВАНИЕ»

 

 

С.С. Гарматюк

С.Г. Грищенко

 

ПРАКТИКУМ

ПО

РАДИОПЕРЕДАЮЩИМ

УСТРОЙСТВАМ

Часть 1

Учебное пособие

Таганрог 2007

УДК 621.396.61 (076.5)

 

Рецензенты:

кафедра прикладной электродинамики и компьютерного моделирования Южного федерального университета (г.Ростова-на-Дону), заведующий кафедрой Синявский Г.П.,

ведущий научный сотрудник ФГУП ТНИИС, канд.техн.наук, доцент, академик МАИ Байлов В.В.,

генеральный директор АО «Инетертап-К», г.Казань Кротик А.Н.

 

Гарматюк С.С., Грищенко С.Г. Практикум по радиопередающим устройствам: Учебное пособие. — Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. – 183 с.

 

Предназначен для студентов различных специальностей по направлениям «Телекоммуникации» и «Радиотехника». В практикуме дано описание четырех стендов и одиннадцати работ по исследованию транзисторных усилителей мощности, амплитудной и частотной модуляции, кварцевых и бескварцевых автогенераторов. Дополнительный раздел содержит сведения по математической обработке экспериментальных данных.

По каждой теме приведены теоретические сведения, необходимые для понимания и самостоятельного выполнения работы. Даны примеры расчетов транзисторных усилителей мощности.

В приложениях даны параметры некоторых транзисторов и варикапов, таблица и графики коэффициентов разложения косинусоидальных импульсов. Практикум содержит библиографический список с аннотациями.

Практикум рассчитан на студентов всех форм обучения и соответствует учебным планам студентов, обучающихся по направлениям «Телекоммуникации» и «Радиотехника».

 

Ил. 46. Табл. 62. Библиогр.: 30 назв.

Ó Технологический

институт ЮФУ, 2007

Ó С.С.Гарматюк, 2007

Ó С.Г.Грищенко, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ 5

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 7

Правила выполнения работ 10

1. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ 13

1.1. Теоретическая подготовка к работе 13

1.2. Описание лабораторного стенда РПУ-1 39

Работа №1. Нагрузочные характеристики ТУМ 40

Работа №2. Рабочие характеристики ТУМ 46

1.3. Описание лабораторного стенда РУ-1 51

Работа №3. Исследование одноконтурного УМ 53

Работа №4. Исследование двухконтурного УМ 60

2. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 65

2.1. Теоретическая подготовка к работе 65

2.2. Описание лабораторного стенда РПУ-1 74

Работа №5. Коллекторная и комбинированная модуляция 77

2.3. Описание лабораторного стенда УФС-07 82

Работа №6. Исследование базовой модуляции

смещением 84

Работа №7. Исследование коллекторной и комбинированной модуляции 88

3. АВТОГЕНЕРАТОРЫ 97

3.1. Теоретическая подготовка к работе 97

3.2. Описание лабораторного стенда УФС-03 108

Работа №8. Исследование характеристик бескварцевых

автогенераторов 111

Работа №9. Исследование характеристик кварцевых

автогенераторов 117

Работа №10. Исследование нестабильности частоты

автогенераторов 123

4. ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 131

4.1. Теоретическая подготовка к работе 131

4.2. Описание лабораторного стенда РПУ-1 141

Работа №11. Исследование частотных модуляторов на

варикапах 142

5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 150

5.1. Необходимая точность измерений и расчетов 150

5.2. Классификация погрешностей измерений 151

5.3. Правила приближенных вычислений и оценка ошибок

округления при вычислениях 153

5.4. Оценка погрешностей результатов измерений 155

5.5. Программа оценки истинного значения измеряемой

величины 159

5.6. Оценка стабильности частоты автогенераторов 163

5.7. Программа вычисления относительной нестабильности

частоты колебаний 164

5.8. Вычисление нестабильности частоты и построение

графиков с использованием программы Mathcad 166

ПРИЛОЖЕНИЯ 169

1. Таблица коэффициентов разложения для

косинусоидального импульса 169

2. Графики коэффициентов разложения для

косинусоидального импульса 170

3. Параметры биполярных транзисторов 171

4. Параметры варикапов и варикапных сборок 172

5. Аннотированный указатель литературы по

математической обработке данных 173

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 177

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям «Радиотехника» и «Телекоммуникации» и изучающих «Радиопередающие устройства», «Устройства генерирования и формирования сигналов», «Формирование колебаний и сигналов» и другие родственные дисциплины.

Основная цель лабораторного практикума – приобретение навыков практической работы с аппаратурой, закрепление и углубление теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса. Выполнение студентами экспериментальных и расчетно-графических работ, анализ полученных результатов и оформление этого материала в виде отчета есть, в сущности, прообраз будущей работы специалиста на производстве и в НИИ.

Лабораторный практикум обеспечивает возможность индивидуализации обучения студентов. Каждый студент имеет возможность самостоятельно поработать с измерительной аппаратурой, обработать результаты измерений и сделать выводы по работе. Самым хорошим стимулом для учения является интерес, который вызывает исследуемый или изучаемый материал, и лучшей наградой за интенсивную умственную деятельность – удовлетворенность, доставляемая такой деятельностью. Лабораторную работу лучше всего выполнять за одно занятие продолжительностью четыре часа. На лабораторную работу нужно приходить с выполненным домашним заданием. Занятие начинается с допуска к работе. Затем следует выполнение работы, ее оформление и защита. Желательно, чтобы в бригаде было не более двух-трех человек, т.к. в противном случае остальные студенты будут только наблюдателями. Количество точек измерений и точность расчетов нужно выбирать в разумных пределах. Количество точек измерения должно быть не менее трех и достаточным для построения графика. Чем больше количество точек, тем меньше погрешность измерений, но больше их трудоемкость. Обычно оптимальное количество точек лежит в пределах от 3 до 7. Очень часто студенты добиваются при вычислении такой точности результата, которая совершенно не оправдывается точностью экспериментальных данных. Это создает иллюзию точного расчета, приводит к бесполезным затратам труда и времени. «Цель расчетов не числа, а понимание» - этот афоризм особенно справедлив для высшей школы.

В настоящем пособии дано описание одиннадцати работ и четырех стендов. Обычно лабораторные работы выполняются после рассмотрения на лекциях соответствующего материала, однако нередко они могут опережать лекции. По каждому из лабораторных стендов даны теоретическая подготовка к работе и описание стенда. По каждой работе указана цель работы, приведены домашнее, лабораторное и дополнительное задания, а также содержание отчета и контрольные вопросы. В заключительном разделе пособия даны сведения по математической обработке экспериментальных данных с использование ПК.

В настоящем практикуме использованы лабораторные стенды РПУ-1, разработанные и изготовленные в Московском энергетическом институте (Техническом университете), а также РУ-1, УФС-07 и УФС-03, разработанные и изготовленные в Санкт – Петербургском государственном электротехническом университете (ЛЭТИ) по заказу Всероссийского НПО «РОСУЧПРИБОР». Стенды РПУ-1 имеют сменные блоки и позволяют использовать фронтальный метод выполнения работ. Описания лабораторных работ составлены применительно к рабочим программам и методике проведения лабораторных занятий ТТИ ЮФУ.

Практикум рассчитан на студентов всех форм обучения. Для использования практикума студентами различных форм обучения и специальностей показан возможный вид таблиц, а лабораторные задания содержат помимо основной части и дополнительную. В приложениях даны параметры некоторых транзисторов и варикапов, таблица и графики коэффициентов разложения косинусоидальных импульсов. Для заинтересованного читателя приведен библиографический список. Этот список включает лишь основные работы за последние сорок лет. Для удобства использования библиографический список сформирован в хронологическом порядке и снабжен краткими аннотациями. В некоторых из книг приведена обширная библиография, что и указывается отдельно.