Сигналы и их детерминированные модели. Спектральное представление детерминированных сигналов (1, 2 главы учебника "Радиотехнические цепи и сигналы" под ред. К.Е.Румянцева), страница 2

Студент должен овладеть математическими методами анализа преобразований детерминированных сигналов в линейных радио­технических цепях, а также методами анализа процессов в нели­нейных радиоэлектронных цепях.

Основой учебника послужили материалы лекций, которые чи­тались авторами в течение продолжительного времени для сту­дентов колледжа в составе Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса. В коллектив авторов учебника вошли преподаватели Таганрогского государственного радиотех­нического университета.

Авторы признательны ведущим преподавателям Кранодарско-го колледжа электронного приборостроения В.А.Борисову и Р.Н.Черникову, Южно-Российского государственного универси­тета экономики и сервиса Н. Н. Прокопенко и В. И. Марчук, а также заместителю директора по учебной работе Московского государ­ственного колледжа информационных технологий 3. В. Литинской за ценные рекомендации и пожелания, высказанные ими при подготовке учебника к изданию.

Предисловие, введение и заключение написаны К. Е. Румянце­вым, гл. 2—7, 12, 13 и 15—18 — П.А.Землянухиным, гл. 9 и 10 — А.И.Окорочковым, гл. 1, 8 и 14 — совместно П.А.Землянухиным и К. Е. Румянцевым, гл. 11 — А. И. Окорочковым и К. Е. Румянце­вым.

ВВЕДЕНИЕ

Радиотехника — это наука об электромагнитных колебаниях и отрасль техники, в которой эти колебания применяются для пе­редачи, приема и извлечения информации, содержащейся в при­нимаемых сигналах. С учетом этого материал учебника посвящен изучению общих принципов радиотехники, управляющих сигна­лов и радиосигналов, методов описания их математическими мо­делями, принципов кодирования сообщений радиотехнических це­пей, принципов усиления, генерирования и преобразования сиг­налов в радиотехнических устройствах.

С момента зарождения радиотехника претерпела существенный скачок и в виде различных технических устройств сопровождает человека повсеместно. К. числу областей, где используется радио­техника, относятся следующие:

радиосвязь — электрическая связь, осуществляемая посредством радиоволн. Передача сообщений (сигналов) ведется с помощью радиопередатчика и передающей антенны, а прием — с помощью приемной антенны и радиоприемника;

радиотелефонная связь — электрическая связь, при которой посредством радиоволн передаются телефонные (речевые) сооб­щения;

радиотелеграфная связь — электрическая связь, при которой посредством радиоволн передаются дискретные сообщения — бук­венные, цифровые, знаковые;

радиовещание — одно из средств массовой информации; радиолокация — наблюдение различных объектов (целей) ра­диотехническими методами;

радиоастрономия ~ исследование небесных тел по их радиоиз­лучению с помощью радиотелескопов;

радиография — исследование различных объектов (изделий, минералов, организмов и т.д.) с использованием воздействия из­лучения радиоактивного изотопа, прошедшего через вещество

объекта:

телевидение — передача световых изображений подвижных

объектов;

радиовидение — визуальное наблюдение с помощью радиоволн, отраженных или излучаемых, предметов, невидимых невооружен­ным глазом;

радиотелеметрия — передача на удаленные объекты сигналов и прием данных, полученных при автоматических измерениях;

радиоразведка и радиопротиводействие ~ получение данных о радиосредствах противника и создание им помех;

радионавигация — применение радиотехнических методов и средств для вождения судов, самолетов и других подвижных объектов;

промышленная радиоэлектроника —- радиоэлектронные устрой­ства, применяемые в промышленности и на транспорте.

Таким образом, радиотехнические устройства находят широ­кое применение в различных областях науки и техники. Все эти устройства объединяет одна общая особенность, связанная с тем, что в каждом из них происходит работа с информацией путем передачи, приема и обработки электрических сигналов, в каче­стве которых выступают электромагнитные волны.

На рис. В.1 представлена обобщенная структурная схема кана­ла радиосвязи, включающего источник сообщения (1), преобра­зователь сообщения в сигнал (2), передатчик (3), линию связи (4), источник помех (5), приемник (6), преобразователь сигнала в сообщение (7) и получатель сообщения (8).

В роли источников сообщений могут выступать, например, человек, произносящий речь; газ, протекающий в трубопроводе; изменение температуры объекта. В первом случае человек, произ­нося, вызывает колебания молекул воздушной смеси. Во втором случае молекулы газа, текущего в трубопроводе, с одной сторо­ны, могут иметь различную скорость движения, а с другой — ока­зывать различное давление на стенки трубопровода. В третьем слу­чае под воздействием каких-то физических явлений происходит изменение температуры.

Как в рассмотренных случаях, так и в более широком плане источник сообщения своим действием инициирует к действию то или иное физическое явление, например изменение давления, скорости, ускорения, объема, температуры, направления и т.д. Изменения физических явлений могут быть восприняты различ­ными преобразователями сообщений в сигнал. В простейшем случае это угольный микрофон, в котором давление, оказываемое на

               

Рис, В.1. Обобщенная структурная                                        Рис. В.2. Схема включения      

схема канала радиосвязи                                               уголь­ного микрофона в  электриче­скую       

                                                                                                                            цепь                                                    

мембрану и соответственно на угольный порошок, преобразуется в сигнал. Схема включения угольного микрофона в электричес­кую цепь показана на рис. В.2, а на рис. В.З приведены диаграм­мы, поясняющие работу этой электрической цепи.