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

Хостинг от uCoz