СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к русскому изданию...........................................................12
Предисловие............................................................................................................13
1. Мир радиосвязи............................................................................................... 15
1.1. Законы Кирхгофа.....................................................................................................16
1.2. Частота ......................................................................................................................20
1.3. Модуляция................................................................................................................25
1.4. Усилители ...............................................................................................................27
1.5. Децибелы .................................................................................................................28
1.6. Смесители ................................................................................................................29
1.7. Фильтры..................................................................................................................30
1.8. Приемник прямого преобразования.....................................................................32
1.9. Супергетеродинный приемник.............................................................................35
1.10. Приемопередающая радиостанция NorCal40А ...............................................37
1.11. Литература для углубленного изучения .............................................................38
2. Элементы электронных схем................................................................40
2.1. Резисторы ................................................................................................................40
2.2. Источники питания ................................................................................................43
2.3. Делители ................................................................................................................. 46
2.4. Внутреннее сопротивление ...................................................................................47
2.5. Конденсаторы .........................................................................................................49
2.6. Накопление энергии в конденсаторах .................................................................51
2.7. RC-цепи ....................................................................................................................52
2.8. Диоды......................................................................................................................54
2.9. Катушки индуктивности.........................................................................................57
2.10. Накопление энергии в катушках индуктивности..............................................58
2.11. RL-цепи ..................................................................................................................59
2.12. Литература для углубленного изучения .............................................................61
2.13. Практикум ...............................................................................................................61
Задача №1. Резисторы ............................................................................................61
Задача № 2. Источники питания..............................................................................62
Задача №3. Конденсаторы.................................................................................... 64
Задача № 5. Катушки индуктивности .....................................................................68
Задача № б. Диодные демпферы ............................................................................71
3. Векторное представление комплексных чисел.........................73
3.1. Комплексные числа.................................................................................................73
3.2. Экспоненциальная функция...................................................................................76
3.3. Векторы....................................................................................................................78
3.4. Полное сопротивление .........................................................................................80
3.5. RC-фильтры .............................................................................................................82
3.6. Последовательный резонанс ..............................................................................84
3.7. Параллельный резонанс........................................................................................87
3.8. Комплексная мощность ........................................................................................89
3.9. Литература для углубленного изучения ..............................................................91
3.10. Практикум ...............................................................................................................92
Задача № 7. Преобразование параллельного соединения
в последовательное..............................................................................92
Задача №8. Последовательный резонанс ..............................................................93.
Задача №9. Параллельный резонанс......................................................................96
4. Линии передачи ............................................................................................100
4.1. Распределенные емкость и индуктивность .......................................................100
4.2. Уравнение телеграфии.........................................................................................102
4.3. Электромагнитные волны ................................................................................... 104
4.4. Волновые уравнения в векторной форме ..........................................................107
4.5. Основные типы линий передачи........................................................................109
4.6. Дисперсия................................................................................................................111
4.7. Отражение сигнала ..............................................................................................113
4.8. Мощность на согласованной нагрузке...............................................................116
4.9. Резонанс в длинной линии ..................................................................................118
4.10. Добротность длинной линии.............................................................................121
4.11. Линии с нагрузкой ................................................................................................121
4.12. Литература для углубленного изучения ............................................................124
4.13. Практикум..............................................................................................................124
Задача №10. Коаксиальный кабель .......................................................................124
Задача № 11.Распространение радиоволн в длинной линии ...............................125
Задача №12. Резонанс в длинной линии ...............................................................127
5. Фильтры.............................................................................................................129
5.1. Многозвенные фильтры ........................................................................................129
5.2. Таблицы фильтров................................................................................................132
5.3. Примеры расчета фильтров ................................................................................133
5.4. Полосовые фильтры.............................................................................................136
5.5. Кварцевые фильтры ..............................................................................................141
5.6. Инверторы полного сопротивления ....................................................................143
5.7. Литература для углубленного изучения .............................................................146
5.8. Практикум..............................................................................................................146
Задача № 13. Фильтры гармоник.............................................................................146
Задача № 14. Фильтр промежуточной частоты ......................................................148
6. Трансформаторы..........................................................................................155
6.1. Формулы для индуктивности ...............................................................................155
6.2. Формулы для трансформатора.............................................................................157
6.3. Идеальные трансформаторы...............................................................................158
6.4. Намагничивающий ток........................................................................................159
6.5. Литература для углубленного изучения.............................................................161
6.6. Практикум...............................................................................................................161
Задача № 15. Трансформатор предусилителя.........................................................161
Задача № 16. Резонансные трансформаторы .........................................................163
7. Акустика..............................................................................................................169
7.1. Уравнение звуковой волны ..................................................................................169
7.2. Восприятие звука человеком ................................................................................172
7.3: Маскирование звука шумами..............................................................................175
7.4. Действующее значение напряжения ..................................................................176
7.5. Литература для углубленного изучения ..............................................................177
7.6. Практикум................................................................................................................178
Задача № 17. Настраиваемый громкоговоритель ....................................................178
Задача № 18. Коэффициент стоячей волны .............................................................181
8. Транзисторные ключи...............................................................................183
8.1. Биполярные транзисторы .....................................................................................184
8.2. Модели транзистора ............................................................................................186
8.3. Анализ работы......................................................................................................188
8.4. Литература для углубленного изучения .............................................................191
8.5. Практикум ...............................................................................................................191
Задача № 19. Переключатель приемника ................................................................191
Задача №20. Переключатель передатчика .............................................................193
9. Транзисторные усилители.......................................................................197
9.1. Схема усилителя с общим эмиттером ................................................................197
9.2. Максимальный КПД усилителей класса А.......................................................199
9.3. Коэффициент усиления ......................................................................................202
9.4. Вольтамперная характеристика .........................................................................203
9.5. Сопротивление базы транзистора......................................................................205
9.6. Отрицательная обратная связь в схеме с ОЭ ....................................................206
9.7. Эмиттерный повторитель......................................................................................211
9.8. Дифференциальный усилитель..........................................................................212
9.9. Полевые транзисторы ...........................................................................................215
9.10. Истоковый повторитель......................................................................................219
9.11. Литература для углубленного изучения............................................................221
9.12. Практикум..............................................................................................................221
Задача № 21. Предусилитель мощности.................................................................221
Задача № 22. Отрицательная обратная связь
в схеме с общим эмиттером ...........................................................223
Задача № 23. Буферный усилитель .......................................................................224
10. Усилители мощности ...............................................................................227
10.1. Усилители класса С .............................................................................................229
10.2. Усилитель мощности передатчика NorCal40А ..............................................233
10.3. Усилители класса D ............................................................................................236
10.4. Усилители класса Е.............................................................................................238
10.5. Усилители класса F .............................................................................................240
10.6. Усилители класса В............................................................................................242
10.7. Моделирование тепловых процессов ..............................................................245
10.8. Литература для углубленного изучения...........................................................248
10.9. Практикум ............................................................................................................249
Задача № 24. Усилитель мощности ....................................................................249
Задача № 25. Моделирование тепловых процессов ............................................250
11. Генераторы......................................................................................................255
11.1. Критерии генерации колебаний ........................................................................256
11.2. Генератор Клэппа ................................................................................................ 258
11.3. Перестраиваемый генератор.............................................................................262
11.4. Схема ограничения усиления............................................................................263
11.5. Кварцевые генераторы........................................................................................266
11.6. Фазовый шум........................................................................................................270
11.7. Рекомендуемая литература..................................................................................271
11.8. Практикум .............................................................................................................272
Задача № 26. Перестраиваемый генератор ...........................................................272
Задача № 27. Ограничение усиления ....................................................................275
12. Смесители .......................................................................................................281
12.1. Ячейка Гильберта ................................................................................................282
12.2. Математическое описание работы смесителя ...............................................283
12.3. Побочные сигналы ..............................................................................................285
12.4. Широкополосные приемники............................................................................287
12.5. Щелчки манипуляции.........................................................................................288
12.6. Рекомендуемая литература................................................................................292
12.7. Практикум ............................................................................................................292
Задача № 28. ВЧ смеситель....................................................................................292
Задача №29. Смесительный детектор...................................................................296
Задача № 30. Смеситель передатчика ..................................................................299
13. Низкочастотные схемы .........................................................................303
13.1. Усилитель звуковой частоты .............................................................................303
13.2. Операционные усилители.................................................................................306
13.3. Полевой транзистор в качестве резистора переменного сопротивления .... 307
13.4. Рекомендуемая литература ..............................................................................309
13.5. Практикум ............................................................................................................309
Задача №31. Усилитель звуковой частоты..........................................................309
Задача № 32. Схема автоматической регулировки усиления ..............................313
Задача № 33. Регулировка схемы АРУ...................................................................316
14. Шумы и интермодуляция .................................................................322
14.1. Шумы .....................................................................................................................322
14.2. Вектор шума .........................................................................................................324
14.3. Формула Найквиста ............................................................................................325
14.4. Шум аттенюатора ...............................................................................................329
14.5. Схемные компоненты шума ..............................................................................330
14.6. Измерение шума .................................................................................................332
14.7. Интермодуляция ..................................................................................................332
14.8. Динамический диапазон..................................................................................335
14.9. Рекомендуемая литература ...............................................................................337
14.10. Практикум...........................................................................................................337
Задача № 34. Характеристики приемника .........................................................337
Задача №35. Интермодуляция .........................................................................339
. Задача № 36. Демонстрация работы ..................................................................341
15. Антенны и распространение радиоволн ...................................342
15.1. Радиоволны ..........................................................................................................342
15.2. Импеданс.............................................................................................................344
15.3. Оси и телесные углы ..........................................................................................345
15.4. Передающие антенны .......................................................................................346
15.5. Приемные антенны..............................................................................................347
15.6. Формула Фрииса ................................................................................................349
15.7. Теорема антенны.................................................................................................352
15.8. Принцип обратимости .......................................................................................353
15.9. Диполи.................................................................................................................355
15.10. Штыревые антенны............................................................................................357
15.11. Ионосфера..........................................................................................................359
15.12. Радиоволны в ионосфере .................................................................................362
15.13. Критическая частота .........................................................................................364
15.14. Максимальная частота отражения.................................................................367
15.15. Рекомендуемая литература ..............................................................................370
15.16. Практикум............................................................................................................371
Задача № 37. Антенны ..........................................................................................371
Задача № 38. Распространение радиоволн ........................................................372
Задача № 39. Прослушивание радиоэфира ........................................................374
Приложение 1. Оборудование и детали.............................................382
1.1. Оборудование .......................................................................................................382
1.2. Поставщики ..........................................................................................................383
1.3. Детали ...................................................................................................................383
Задача №2. Источники питания .............................................................................383
Задача №3. Конденсаторы ....................................................................................383
Задача № 4. Диодные детекторы............................................................................384
Задача № 5. Катушки индуктивности.....................................................................384
Задача №6. Диодные демпферы...........................................................................384
Задача № 8. Последовательный резонанс .............................................................384
Задача №9. Параллельный резонанс ....................................................................385
Задача №10. Коаксиальный кабель........................................................................385
Задача №12. Резонанс.............................................................................................386
Задача № 13. Фильтр гармоник ..............................................................................386
Задача № 14. Фильтр промежуточной частоты ......................................................386
Задача № 15. Трансформатор предусилителя .........................................................387
Задача № 16. Резонансный трансформатор ............................................................387
Задача № 17. Резонансный громкоговоритель ........................................................387
Задача № 18. Коэффициент стоячей волны............................................................388
Задача № 19. Переключатель приемника .............................................................. 388
Задача №20. Переключатель передатчика .............................................................389
Задача № 21. Предусилитель мощности .................................................................389
Задача № 22. ООС в схеме с ОЭ..............................................................................390
Задача № 23. Буферный усилитель.........................................................................390
Задача № 24. Усилитель мощности........................................................................390
Задача № 25. Моделирование тепловых процессов ...............................................391
Задача № 26. Перестраиваемый генератор.............................................................391
Задача № 27. Ограничение усиления ......................................................................392
Задача № 28. Высокочастотный смеситель.............................................................392
Задача №29. Смесительный детектор.....................................................................392
Задача № 30. Смеситель передатчика....................................................................393
Задача № 31. Усилитель звуковой частоты .............................................................393
Задача №32. Схема АРУ ........................................................................................394
Задача №33. Регулировка АРУ ..............................................................................394
Задача № 34. Характеристики приемника .............................................................394
Задача № 35. Интермодуляция ..............................................................................395
Задача № 36. Демонстрация работы......................................................................395
Задача № 39. Прослушивание радиоэфира.........................................................396
Приложение 2. Ряды Фурье........................................................................397
2.1. Коэффициенты Фурье ..........................................................................................397
2.2. Меандр..................................................................................................................399
2.3. Выпрямленный косинусоидальный сигнал ......................................................400
2.4. Короткие импульсы...............................................................................................402
2.5. Рекомендуемая литература................................................................................402
Приложение 3. Программа Puff 2.1.......................................................403
3.1. Работа с ОС Windows ...........................................................................................404
3.2. Начало работы с программой............................................................................405
3.3. Параметры рассеяния.........................................................................................409
3.4. Примеры ...............................................................................................................410
3.5. Окно Parts...............................................................................................................413
3.6. Окно Layout ............................................................................................................420
3.7. Окно Board .............................................................................................................422
3.8. Окно Plot ...............................................................................................................423
3.9. Обзор компонентов ..............................................................................................425
Приложение 4. Характеристики комплектующих......................426
4.1. Элементы фирмы Motorola .................................................................................428
Диоды Шоттки 1N5817, 1N5818, 1N5819 ...................................................................428
Варикапы MVAM108, MVAM109, MVAM115, MVAM125 .......................................439
Кремниевый транзистор n-p-n типа
с высоким коэффициентом усиления P2N2222A...................................................443
Высокочастотный кремниевый транзистор n-p-n типа 2N3553 ..........................451
Кремниевые транзисторы р-n-р типа 2N3905, 2N3906 ......................................453
Кремниевые транзисторы n-p-n типа 2N4123, 2N4124 ........................................463
Полевые транзисторы с управляющим р-n переходом J308, J309, J310....470
Стабилизаторы положительного напряжения MC78L00 серии А ..........................477
Рекомендации по применению стабилизаторов MC78L00 серии А ......................487
4.2. Элементы фирмы National Semiconductor.........................................................490
Низковольтный усилитель мощности звуковой частоты LM386 ...........................490
4.3.Элементы фирмы Philips......................................................................................499
Высокочастотные диоды 1N4148, 1N4446, 1N4448 ................................................499
Балансный смеситель и генератор SA602A ...........................................................503
Приложение 5. Принципиальная схема
трансивера NORCAL40A.............................................................................513
Предметный указатель..................................................................................516