РАДИОЭЛЕКТРОНИКА НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ – ЧАСТЬ 2

November 26, 2011 by admin Комментировать »

С помощью синхронизированных генераторов можно решить ряд важных задач радиотехники; в основе этих решений лежит принцип синхронного усиления сигналов с угловой модуляцией. Если колебания мощного генератора захвачены сигналом от более слабого источника, то изменение фазы и частоты слабых колебаний этого источника приводит к соответствующему изменению фазы и частоты мощных колебаний синхронизированного генератора; иначе говоря, происходит усиление модулированного сигнала.

Синхронизировать мощный генератор удается не только на частоте входного более слабого сигнала, но и на кратных частотах; в этом случае совмещается усиление и умножение частоты.

Одновременно синхронизируя ряд генераторов, можно получить от них синфазные колебания и сложить их в общей нагрузке. Таким образом на основе сравнительно маломощных генераторов удается реализовать радиопередатчики значительной мощности и с высокой надежностью без клистронов и других мощных вакуумных СВЧ приборов.

Совершенствование «старых» и развитие новых радиоэлектронных приборов способствовало освоению новых частотных диапазонов: за сантиметровыми волнами — миллиметровых, затем деци- миллиметровых. В результате расширения частотного диапазона а также синтеза достижений ряда областей науки и техники, прежде всего квантовой электроники и микроэлектроники, появилось новое направление — оптоэлектроника. Значение этого направления определяется, в частности, тем, что оптический диапазон в десятки тысяч раз шире используемого в настоящее время радиодиапазона. К этому прибавляются такие достоинства света, как возможность концентрации излучения в предельно узких углах, а также почти неограниченные возможности разделения потоков информации не только по частоте и времени, но и в пространстве путем передачи световых потоков по многим параллельным каналам. Этими обстоятельствами и объясняется повышенный интерес специалистов к оптоэлектронике.

Оптоэлектронные устройства уже давно применяются в радиотехнике. Наряду с транзисторами, диодами и интегральными модулями в радиоаппаратуру прочно вошли, например, оптроны. Они позволяют лучше других средств гальванически раз<вязать электрические цепи, отлично работают в качестве ключей и т. п.

В данное время оптоэлектронику уже можно считать если не самым важным, то одним из главных направлений радиоэлектроники. Не приходится говорить о совершенно исключительном значении давно освоенных оптоэлектрических и электрооптических преобразователей — от фотобатарей, снабжающих электроэнергией бортовое оборудование спутников, до всей системы телевизионного радиовещания. Вакуумные электронно-оптические преобразователи в телевизионных, радиолокационных и различных специальных устройствах (дисплеи и т. п.), по-видимому, некоторое время еще не будут вытеснены полупроводниковыми, однако полупроводниковые преобразователи быстро совершенствуются и расширяется область их применения. Исключительно важную роль играют буквенно- цифровые индикаторные табло на светодиодах и жидких кристаллах. Уже имеются сообщения о создании карманных телевизоров с экранами на жидких кристаллах.

С оптоэлектроникой оказались связаны в конечном счете основные перспективы развития средств связи. Возможности систем с открытым распространением радиоволн ограничены требованиями электромагнитной совместимости. Надежды обойти это препятствие, перейдя к закрытому распространению волн в волноводах, натолкнулись на серьезные экономические и технические трудности. Одним из основных средств для стационарной сети связи остается коаксиальный кабель, но кабельные линии требуют огромного количества дефицитных материалов.

В 70-е гг. раскрылись богатейшие возможности волоконно-оптических линий, обладающих колоссальной пропускной способностью и не требующих применения дефицитных металлов. Основной материал для этих линий — кварцевое стекло, сырье для которого на Земле имеется в изобилии. Электрооптическими преобразователями служат полупроводниковые лазеры и светодиоды. Линии, созданные по специальной технологии из чистых исходных материалов, позволили значительно увеличить расстояния между усилительными пунктами по сравнению с магистралями из коаксиального кабеля. Волоконные световоды лучше защищены от внешних электромагнитных воздействий, чем любые другие средства.

До сих пор нет ответа на вопрос о пропорциях и сферах влияния в радиотехнике аналоговых и цифровых методов в системах передачи сигналов. Внедрение волоконно-оптических систем значительно увеличивает перспективы цифровых методов, поскольку в этих системах они предпочтительны. ]

Особенности новых средств передачи информации, естественно, не свелись к замене провода другим носителем сигналов; они потребовали новых решений целого ряда задач, причем эти решения могут быть использованы и в других системах. В дополнение к интегральной микроэлектронике развивается интегральная оптика, создаются основанные на новых принципах миниатюрные устройства для генерации, ввода, вывода, распределения, коммутации, модуляции, селекции и других видов обработки световых сигналов, органически совместимые с микроэлектронными устройствами. На новом этапе развития оптоэлектроники сделаны только первые шаги, и, несомненно, будут выявлены еще многие столь же важные пути развития.

Обширные возможности, которые в данное «время в полном объеме еще трудно оценить, вносит в радиотехнику также акустоэлек- троника. Это направление предполагает последовательные взаимные преобразования электрических (электронных) и акустических процессов, несущих в себе передаваемые или обрабатываемые сигналы.

Зарождение этой области, как и других, имеет уже примерно полувековую давность: кварцевая стабилизация частоты, которая основана на акустических волнах, возбуждаемых в кристалле благодаря пьезоэлектрическому эффекту, широко применяется в радиосвязи с 30-х гг. Благодаря кварцевым генераторам и синтезаторам частот в последние два десятилетия совершенно по-новому стали строить задающие генераторы радиопередатчиков; глубокие изменения произошли и в системах настройки радиоприемников. Благодаря микроэлектронике новая техника управления частотами уже перенесена из профессиональной радиоаппаратуры в массовые приемники звукового и телевизионного вещания; в новейших приемниках внедрены электронные устройства автоматической . настройки с буквенно-цифровой индикацией частот и названий принимаемых радиостанций.

Благодаря достижениям микроэлектроники были созданы предпосылки для коренных изменений в конструкциях и производстве всех основных электронных узлов радиоаппаратуры. Оставались частотные фильтры, для которых долго не могли найти адекватного решения. На частотах ниже сотен мегагерц применялись преимущественно фильтры из катушек индуктивности и конденсаторов, практически не допускающих интегрального исполнения. На более высоких частотах применялись отрезки волноводных и коаксиальных линий и волноводные резонаторы, также непригодные для миниатюризации. Замена фильтров более технологичными электронными цепями с конденсаторами и резисторами долгое время ограничивалась самыми низкими частотами и, кроме того, сдерживалась из-за нежелательных нелинейных эффектов. Острота проблемы фильтров связана с их большим и растущим удельным весом в радиоаппаратуре, особенно в результате развития многоканальных систем с частотным разделением каналов.

В прошлые десятилетия получили распространение электроакустические фильтры с металлическими резонаторами (электромеханические фильтры). Однако технология их производства сложна и несовместима с микроэлектроникой. Кварцевые фильтры доступнее, но и применение их ограниченно. Миниатюризация фильтров стала одной из самых неотложных задач радиоэлектроники, решение которой сейчас идет несколькими взаимосвязанными путями.

Первым шагом на пути создания электронных фильтров была в сущности замена в перестраиваемых резонансных цепях конденсаторов переменной емкости миниатюрными диодами — варакторами, управляемыми напряжением. Эта замена практически завершилась к началу 70-х гг.; но катушки индуктивности в колебательных контурах на том этапе оставались. Одна из возможностей их исключения связана с внедрением пьезоэлектрических резонаторов.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты