Радиотехнические устройства: ключевые компоненты современных систем связи

Что такое радиотехнические устройства. Какие основные типы радиотехнических устройств существуют. Как работают электрические фильтры. Какие бывают виды усилителей. Каковы основные характеристики усилителей. Как классифицируются усилители по частотному диапазону. В чем заключаются особенности различных типов усилителей.

Радиотехнические устройства: определение и назначение

Радиотехнические устройства представляют собой функционально и конструктивно законченные изделия, предназначенные для выполнения определенных задач по передаче, приему, хранению или преобразованию сигналов. Эти устройства являются ключевыми компонентами современных систем связи и радиоэлектронной аппаратуры.

К основным типам радиотехнических устройств относятся:

• Передатчики
• Приемники
• Антенны
• Усилители
• Фильтры
• Генераторы сигналов
• Модуляторы и демодуляторы

Каждое из этих устройств выполняет свою специфическую функцию в радиотехнических системах. Рассмотрим подробнее некоторые ключевые типы радиотехнических устройств.

Электрические фильтры: принцип действия и классификация

Электрические фильтры — это устройства, осуществляющие частотную избирательность, то есть разделение сигналов по частотному признаку. Они играют важную роль в обработке сигналов в радиотехнических системах.

Принцип действия электрических фильтров основан на пропускании или подавлении сигналов определенных частот. Выделяют следующие основные области частот фильтра:

• Полоса пропускания — диапазон частот, которые проходят через фильтр
• Полоса задерживания — диапазон частот, которые подавляются фильтром
• Частота среза — граничная частота между полосой пропускания и полосой задерживания

По частотному диапазону различают следующие типы фильтров:

Фильтры нижних частот (ФНЧ)

ФНЧ пропускают сигналы от постоянного тока до определенной частоты среза. Они используются, например, для выделения низких (звуковых) частот или в качестве сглаживающих фильтров в выпрямителях.

Фильтры верхних частот (ФВЧ)

ФВЧ пропускают сигналы с частотами выше частоты среза. Их применяют, к примеру, для подавления низкочастотных помех.

Полосовые фильтры (ПФ)

ПФ пропускают сигналы в заданной полосе частот между нижней и верхней частотами среза. Они широко используются в радиоприемных устройствах для выделения сигнала нужной радиостанции.

Режекторные фильтры (РФ)

РФ, напротив, не пропускают сигналы в определенной полосе частот. Их применяют, например, для подавления узкополосных помех.

Усилители: назначение и основные характеристики

Усилители — это устройства, предназначенные для увеличения мощности подводимого сигнала за счет энергии источника постоянного тока. Они являются неотъемлемой частью большинства радиотехнических систем.

Основные характеристики усилителей включают:

• Коэффициент усиления (по току, напряжению, мощности)
• Входное и выходное сопротивление
• Диапазон усиливаемых частот
• Коэффициент нелинейных искажений

Выбор конкретных значений этих параметров зависит от назначения усилителя и характеристик сопрягаемых с ним устройств.

Классификация усилителей по частотному диапазону

В зависимости от полосы усиливаемых частот усилители подразделяются на следующие типы:

Усилители звуковых частот (УЗЧ)

УЗЧ предназначены для усиления сигналов в звуковом диапазоне частот (примерно от 20 Гц до 20 кГц). Они широко применяются в аудиотехнике, системах оповещения, телефонии.

Усилители радиочастот (УРЧ)

УРЧ усиливают сигналы высокочастотного диапазона. Они используются в радиоприемных устройствах для усиления слабых сигналов, принимаемых антенной.

Широкополосные усилители (ШПУ)

ШПУ способны усиливать сигналы в широком диапазоне частот. Они находят применение в системах, где требуется обработка сигналов со сложным спектральным составом, например, в телевидении.

Усилители постоянного тока (УПТ)

УПТ предназначены для усиления сигналов, начиная с нулевой частоты. Они применяются в измерительной технике, системах автоматического регулирования и других областях.

Особенности различных типов усилителей

Помимо классификации по частотному диапазону, усилители также различаются по используемой элементной базе:

Ламповые усилители

Исторически первый тип усилителей, использующий электронные лампы. Несмотря на вытеснение полупроводниковыми приборами, до сих пор применяются в некоторых областях, например, в высококачественной аудиотехнике.

Транзисторные усилители

Наиболее распространенный тип современных усилителей. Отличаются компактностью, экономичностью, способностью работать при низких напряжениях питания.

Операционные усилители

Универсальные усилительные устройства на основе интегральных микросхем. Обладают высоким коэффициентом усиления, малыми размерами, низким энергопотреблением. Широко применяются в современной радиоэлектронной аппаратуре.

Применение радиотехнических устройств в различных областях

Радиотехнические устройства находят широкое применение в различных сферах человеческой деятельности:

• Системы связи и телекоммуникаций
• Радио- и телевещание
• Навигационные системы
• Радиолокация
• Медицинская техника
• Измерительные приборы
• Системы автоматизации и управления

В каждой из этих областей радиотехнические устройства выполняют специфические функции, обеспечивая передачу, прием и обработку информации в виде электромагнитных сигналов.

Перспективы развития радиотехнических устройств

Развитие радиотехнических устройств идет по пути повышения их функциональности, миниатюризации и снижения энергопотребления. Основные направления развития включают:

• Использование новых полупроводниковых материалов и технологий
• Применение методов цифровой обработки сигналов
• Интеграция различных функций в одном устройстве
• Развитие адаптивных и интеллектуальных систем
• Освоение новых частотных диапазонов, в том числе терагерцового

Эти тенденции способствуют созданию все более эффективных и совершенных радиотехнических систем, открывая новые возможности в области связи, управления и обработки информации.

5. Радиотехнические устройства

Радиотехническое устройство — функционально и конструктивно законченное изделие, предназначенное для выполнения определенной задачи (передачи, приема, хранения или преобразования сигналов).

5.1. Электрические фильтры (частотные)

Электрическими фильтрами называют устройства, осуществляющие частотную избирательность, т.е. разделение сигналов по частотному признаку. Область частот, которая проходит через фильтр, называют полосой пропускания (

пп), область частот, которая не пропускается фильтром, называют полосой задерживания (пз) Частоту, разделяющую полосу пропускания и задерживания, называют частотой среза fс. Фильтры классифицируются по частотному диапазону:

• фильтры нижних частот (ФНЧ) — пропускают сигналы начиная от постоянного тока до некоторой частоты среза f_c. Используются, например, для выделения низких (звуковых) частот. Отдельную группу ФНЧ составляют сглаживающие фильтры, которые уменьшают амплитуду переменного напряжения одной полярности (пульсирующее напряжение). Сглаживающие фильтры используются, например, в выпрямителях;

• фильтры верхних частот (ФВЧ) — пропускают сигналы с частотами fc и выше. Используется, например, для исключения влияния частоты питающего напряжения (50 Гц) на звуковой сигнал в радиоприемном устройстве;

• полосовые фильтры (ПФ) — пропускают сигналы в заданной полосе частот (f2c — f1c). Используются, например, на входе РПМ (избирательное устройство) для выделения сигнала на частоте радиостанции. Изменяя характеристики ПФ, можно перестраивать приемник для приема разных радиостанций;

• режекторные фильтры (РФ) — не пропускают сигналы в заданной полосе частот (f2c — f1c). Используются, например, для организации одновременной работы рядом расположенных передатчика и приемника. На Рис.5.1. показаны идеальные характеристики фильтров в частотной области (К — коэффициент передачи фильтра, который показывает степень подавления сигнала на различных частотах).

Характеристики идеальных фильтров

K_фнч K_фвч К_пф К_рф

ПП ПЗ f ПЗ ПП f ПЗ ПП ПЗ f ПП ПЗ ПП f

^{0 fc 0 fc 0 f1c f2c 0 f1c f2c}

а) б) в) г)

Рис.5.1

5.2. Усилители

Усилитель (У) — устройство, построенное на активных элементах и предназначенное для увеличения мощности подводимого сигнала за счет энергии источника постоянного тока. Простейший усилитель состоит из усилительного элемента (электронной лампы, транзистора), набора пассивных элементов (резисторы, емкости, индуктивности) и источника электрической энергии, которые образуют усилительный каскад. Он имеет входную цепь, к которой подводится усиливаемый сигнал, и выходную цепь для получения выходного сигнала. Условное обозначение усилителя показано на рисунке 5.2.

Iвх Iвых

U_вх U_вых

Рис.5.2

Основные характеристики усилителей:

— коэффициент усиления — по току К_i = I_вых\I_вх, по напряжению К_u = U_вых\U_вх, по мощности К_p = P_вых\Р_вх =K_i· K_u. Для получения большого коэффициента усиления используют последовательное (каскадное) включение нескольких усилителей. В этом случае общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных усилителей;

— входное сопротивление, выходное cопротивление;

— диапазон усиливаемых частот.

Выбор различных значений коэффициентов усиления по току, напряжению или мощности производится исходя из характеристик устройства, подключаемого к выходу транзистора (например, для динамика основное значение имеет ток, проходящий через обмотку электромагнита, следовательно, необходимо использовать схему с большим коэффициентом усиления по току).

Выбор входных и выходных сопротивлений усилителя определяется значениями сопротивлений элементов, подключаемых на вход и выход усилителя (как известно, максимальная передача энергии от источника сигнала к нагрузке обеспечивается при равенстве их сопротивлений). Диапазон частот определяется спектром сигнала, подлежащего усилению.

В зависимости от полосы усиливаемых частот У разделяются на:

• усилители звуковых (низких) частот — УЗЧ. Используются, например, для усиления частот звукового диапазона;

• усилители радиочастот (высоких частот) — УРЧ. Используются, например, в радиоприемных устройствах для усиления сигналов, принимаемых от радиопередатчиков.

• широкополосные усилители — ШПУ. Используются для усиления сигналов, занимающих большую полосу частот, например, телевизионных сигналов, видеосигналов;

• усилители постоянного тока — УПТ. Используются для усиления сигналов, частотный состав которых начинается с «нулевой» частоты.

В зависимости от элементной базы усилители делятся на:

• ламповые усилители,

• транзисторные усилители,

• диодные усилители (на некоторых типах диодов, например диодах Ганна),

• операционные усилители (на интегральных микросхемах).

В настоящее время преимущественное применение получили операционные усилители из-за большого коэффициента усиления, малых размеров и небольшой потребляемой энергии. Однако они не способны усиливать большие мощности. В этих случаях используют ламповые или транзисторные усилители. Последние вытесняют ламповые усилители, так как являются более экономичными (напряжение питания транзисторных усилителей в несколько раз меньше, чем ламповых), способны выдерживать большие мощности и имеют небольшие размеры . В диапазоне СВЧ используются специальные усилительные приборы (клистроны, магнетроны, диоды Ганна и пр.).

Качество усилителей характеризуется точностью воспроизведения формы сигнала, т. е. соответствия входного и выходного сигналов. Идеальные усилители не искажают формы сигнала, в реальных усилителях форма сигнала из-за неидеальности элементов искажается. Степень искажений характеризуется коэффициентом нелинейных искажений, который в зависимости от схемного построения усилителей составляет от единиц до сотых долей процента.

05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

Паспорт специальности

Формула специальности

Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения – область науки и техники использующая электромагнитные волны для передачи и приема информации в средствах телевидения и радиосвязи, в метрологии, биологии, медицине и в промышленной технологии, включающая исследования, разработку, проектирование и эксплуатацию устройств телевидения и радиосвязи различного назначения.

Специальность отличается тем, что содержит научные исследования теоретических вопросов радиотехники, а также технические и технологические разработки телевизионных, связных и других устройств и систем специального назначения и методов их использования в различных отраслях народного хозяйства.

Специальность включает вопросы исследования и создания теории новых электромагнитных явлений и устройств, новых принципов работы систем, устройств и их элементов, новых радиоматериалов и компонентов, новых методов проектирования и обеспечения надежности, новых технологических процессов и испытаний радиотехнических устройств.

Значение решений научных и технических проблем, задач и вопросов радиотехники и радиотелевизионных устройств состоит в создании новых принципов и методов радио и телевидения, а также в разработке высокоэффективных радиоэлектронных средств в области радиосвязи, телевидения, биологии, медицины, технологии их производства и др.

Области исследований

1. Исследование новых процессов и явлений в радиотехнике, позволяющих повысить эффективность радиотехнических устройств.
2. Исследование явлений прохождения электромагнитных волн различных диапазонов через среды, их рассеяния и отражения.
3. Разработка устройств генерирования, усиления, преобразования радиосигналов в радиосредствах различного назначения. Создание методик их расчета и основ проектирования.
4. Разработка и исследование методов и алгоритмов обработки радиосигналов в радиосистемах телевидения и связи при наличии помех. Разработка методов разрушения и защиты информации.
5. Исследование и разработка новых телевизионных систем и устройств с целью повышения качества изображения и помехоустойчивости работы.
6. Исследование и разработка радиотехнических систем и устройств передачи информации, в том числе радиорелейных и телеметрических, с целью повышения их пропускной способности и помехозащищенности.
7. Разработка методов и устройств передачи, приема, обработки, отображения и хранения информации. Разработка перспективных информационных технологий, в том числе цифровых, а также с использованием нейронных сетей для распознавания изображений в радиотехнических устройствах.
8. Создание теории синтеза и анализа, а также методов моделирования радиоэлектронных устройств.
9. Разработка научных и технических основ проектирования, конструирования, технологии производства, испытания и сертификации радиотехнических устройств.
10. Разработка радиотехнических устройств для использования их в промышленности, биологии, медицине, метрологии и др.

Примечание

Специальность не включает исследований:

• общих физических свойств электромагнитных волн и их излучения;
• теории, принципов работы и конструирования электровакуумных, квантовых и СВЧ приборов, полупроводниковых приборов и микросхем;
• теории и техники излучения и канализации радиоволн;
• использования радиотехнических устройств в системах, сетях и устройствах телекоммуникаций;
• исследования принципов построения систем радионавигации, радиолокации;
• радиоуправления.

Эти области исследования включены в специальности

• 01.04.03 – Радиофизика
• 05.27.01 – Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника приборы на квантовых эффектах
• 05.12.07 – Антенны, СВЧ устройства и их технология
• 05. 12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций
• 05.12.14 – Радиолокация и радионавигация

Отрасль наук

• физико-математические науки за исследования теоретического характера в пунктах 1 и 2
• технические науки за разработку систем, устройств, приборов, технологических процессов и за применение их в народном хозяйстве

Статья о радио+технике из The Free Dictionary

Радио+техника | Статья о радио+технике от The Free Dictionary

Радио+техника | Статья о радио+технике из The Free Dictionary

---

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Возможно, Вы имели в виду:

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

радио инженерия

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

• Радиоэлектроника
• История электротехники
• Система автоматизации Schafer

• Радиочастотная техника
• NARTE
• Гарольд Беверидж

• Радиотехника
• Общество инженеров радиовещания
• Дэвид Ратледж

• История электричества и радио
• Институт радиоинженеров
• Военная медаль Ллойда за храбрость на море

• Технологический институт РКЦ
• Радиожурнал
• Радиотехника

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.

Полный браузер ?

• ▲
• Радиоволны, излучение и прием
• Радио Интернет Европа
• Интернет-радиовещание
• Радио Вест Файф
• Радио Запад Миддлсекс
• Радио Уимблдон
• Радио Ветер
• Радиоокно
• Радиоокно
• Радиоокно
• Интеграция радиопровода
• Проводной радиоинтерфейс
• Неделя беспроводной связи
• Проводной радиоинтерфейс
• Проводной радиоинтерфейс/ВВС
• Проводной радиоинтерфейс/темно-синий
• Радио с изюминкой
• Радио с картинками
• Радио Волга
• Radio World Engineering Extra

• Радио X
• Radio X (Великобритания)
• Радио и телевидение Андалусии
• Радио и телевидение Марти
• Радио Ереван
• Радио Замане
• Радио Зет
• Радио Зета
• Радио zum Glück
• Всестороннее исследование аудитории радио
• Радио+техника
• Радио, ст
• Ассоциация розничных продавцов радио, электротехники и телевидения
• Радио, кино и телевидение
• Радио, микроволновое, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение
• Группа планирования радио, миллиметровых и субмиллиметровых радиостанций
• Радио, телефон и телетайп
• Радио, телевидение и кино
• Радио, телевидение и кино
• радио-
• радио-

• радио-
• Радиоуправляемый защитный бокс
• Радиоактивность
• Радиолюбительское общество связи
• Радиобаллада
• буй-радиомаяк
• Станция радиомаячного контроля
• Радиоуглеродный анализ
• Радиоуглеродный анализ
• Лучезапястный сустав
• Лучезапястный сустав
• Лучезапястный сустав
• Радиоцефалическая фистула
• Радиохимиотермотерапия
• Радио-клуб Национальный
• Radio-Commande Club Нормандия-Пикардия
• Радиоуправление
• Радиоуправление
• Радиоуправляемая военная машина
• радиоуправляемый
• ▼

Сайт: Следовать:

Делиться:

Открыть / Закрыть

 

Инженеры по радиочастотам: О

Знакомство с этой вакансией

Стажировка, подработка или работа летом в компании, в которой есть подразделение по разработке радиочастот, — отличный способ узнать больше об этой профессии, придя к двери. Ищите возможности на веб-сайтах компаний, которые вас интересуют. Проведение информационного собеседования с инженером по радиочастотам или даже его поиск на работе даст вам представление о повседневных задачах и о том, на что похожа рабочая среда. Служба карьеры вашей школы может помочь вам найти инженеров по радиочастотам, заинтересованных в том, чтобы поделиться своими знаниями со студентами.

Примите участие в научном клубе, чтобы больше узнать о технике, а также познакомиться с другими студентами, разделяющими те же интересы. Вы также можете присоединиться к Ассоциации студентов-технологов, организации, которая проводит конкурсы и другие образовательные программы для студентов в области естественных наук, технологий, инженерии и математики. TSA также предлагает тесты инженерных способностей, математики и естественных наук (называемые TEAMS), которые представляют собой ежегодные инженерные соревнования для учащихся средних и старших классов. Узнайте больше на https://tsaweb. org/teams.

Участие в летних молодежных программах, посвященных научной и технической деятельности, — еще один отличный способ узнать больше о различных видах техники, включая радиочастотную технику. Он также предлагает студентам возможность ощутить вкус студенческой жизни, проведя время в лагере. Мичиганский технологический университет, например, предлагает многочисленные курсы в рамках своих летних молодежных программ для старшеклассников. Подробности на https://www.mtu.edu/syp.

Профессиональные ассоциации инженеров также предлагают полезные ресурсы для студентов, интересующихся различными инженерными областями. Например, Институт инженеров по электротехнике и электронике предлагает информацию об инженерных областях, инженерных школах, играх и разделе с профилями инженеров различных инженерных специальностей. Найдите информацию на https://tryengineering.org. Американское общество инженерного образования также имеет веб-сайт довузовского образования (http://precollege. asee.org), посвященный инженерному образованию, с информацией о грантах, мероприятиях и других ресурсах для студентов.

Работа

Инженеры по радиочастотам разрабатывают стратегию проектирования и создания беспроводных телекоммуникационных устройств и систем. Они могут создавать беспроводные сети и системы для вещательных устройств и мобильных телефонов. Они также разрабатывают схемы обслуживания существующих телекоммуникационных систем. Они применяют свои знания в области электроники и электротехники, а также физики радиочастот, чтобы увеличить географическое расстояние, на которое могут распространяться радиоволны. Инженеры по радиочастотам работают в телекоммуникационных компаниях, радиовещательных станциях, а также в исследованиях и разработках, а также в государственных и военных организациях.

Организации, занимающиеся исследованиями и разработками, нанимают инженеров по радиочастотам, чтобы они помогали им создавать новые технологии и продукты, а также выявлять проблемы в существующих системах и находить способы их улучшения. Инженеры по радиочастотам тесно сотрудничают с другими инженерами в командах, используя физические и математические уравнения, чтобы найти практическое применение таких технологий, как сотовые телефоны, системы радиоантенн, спутниковые тарелки, и это лишь некоторые из них. Группы инженеров по радиочастотам также оценят эффективность новых систем и продуктов, которые они разрабатывают.

Как описано в статье wiseGEEK, инженеры по радиочастотам, работающие в телекоммуникационных компаниях и вещательных станциях, несут ответственность за установку и обслуживание сети. Они контролируют работу больших серверов и передатчиков, обеспечивая их правильное функционирование. Они также определяют наилучшие способы передачи телевизионных и радиосигналов, которые являются более четкими и имеют более широкий географический охват. Инженеры по радиочастотам используют кабельные коробки, антенны и беспроводные маршрутизаторы для обеспечения эффективного приема сигналов. В крупных компаниях инженеры по радиочастотам могут работать системными аналитиками, выполняя задачи, связанные с профилактическим обслуживанием и ремонтом локальных сетей.