Popis předmětu - B2M37ART

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B2M37ART Architektura rádiových přijímačů a vysílačů Rozsah výuky:2p+2l
Garanti:Dobeš J. Role:PV,P,V Jazyk výuky:CS
Vyučující:Dobeš J., Kovář P. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13137 Kreditů:6 Semestr:Z

Anotace:

Předmět se zabývá architekturami rádiových přijímačů a vysílačů a softwarovým rádiem. Studenti jsou seznámeni se způsoby konstrukce a moderními metodami optimalizace funkčních bloků rádiových přijímačů a vysílačů, jevy spojenými s kmitočtovou konverzí, zdroji šumu, šumovou analýzou. Osvojí si systémový návrh rádiových přijímačů a vysílačů, návrh úrovňového a kmitočtového plánu a jejich optimalizaci. Předmět rovněž obsahuje výklad bloků číslicového zpracování signálu v moderních rádiových přijímačích a jejich praktické implementace.

Osnovy přednášek:

1. Parametry rádiových přijímačů a vysílačů (selektivita, citlivost, dynamický rozsah, postranní příjmy, chybovost, intermodulační odolnost, křížová modulace, parazitní vyzařování, vyzařovací maska, neharmonické složky, C/N, S/N ...).
2. Úzkopásmové a širokopásmové vysokofrekvenční zesilovače, dynamický rozsah a dynamické zkreslení, rychlost přeběhu, šumové vlastnosti vysokofrekvenčních zesilovačů, vysokofrekvenční zesilovače výkonu (low, medium levels), zesilovače s rozprostřeným zesílením, limitující faktory zesilovačů s rozprostřeným zesílením.
3. Realizace RF a IF filtrů, základní parametry filtrů (vložný útlum, podmínky nezkresleného přenosu) krystalový rezonátor, mononolitické krystalové, diskrétní krystalové filtry, keramické filtry, helicalové filtry, rezonátorové SAW filtry, transverzální SAW filtry
4. Parametry zdrojů kmitočtu (stabilita, harmonické a neharmonické složky, stárnutí oscilátoru, přeladitelnost, fázový šum, přechodný děj po zapnutí oscilátoru). Syntéza kmitočtů: oscilátory s prvky s negativním diferenciálním odporem, zpětnovazební oscilátory; oscilátory s krystalem, oscilátory s rozprostřeným zesílením.
5. Kmitočtová konverze: směšovače, směšovač s potlačením zrcadlového kmitočtu, vyvážené směšovače a vícenásobně vyvážené směšovače, intermodulace na směšovači, postranní příjmy, metody analýzy a optimalizace směšovacích produktů.
6. Šumy v přijímači a vysílači: vnější a vnitřní šumy, rozdělení šumů podle jejich fyzikálních příčin, ekvivalentní šumová teplota, míra šumu, provozní/standardní šumový činitel/šumové číslo, ekvivalentní šumová teplota a šumové číslo kaskády. Metody analýzy a optimalizace šumových parametrů.
7. Architektura rádiových přijímačů - přijímač s přímým zesílením, super-regenerační přijímač, reflexní přijímač, superheterodynní přijímač s jedním a vícenásobným směšováním, přijímač s přímou konverzí do základního pásma, přijímač s nízkou mezifrekvenčním kmitočtem, přijímač se širokopásmovou mezifrekvencí.
8. Kmitočtový a úrovňový plán přijímače a jeho optimalizace. reciproké směšování, směšovací tabulka, postranní příjmy, interní hvizdy (spur).
9. Digitalizace výstupního signálu přijímače (IF, RF, sampling, baseband sampling, jitter). Pomocné obvody přijímačů a vysílačů (AGC, AFC, anténní tunery, šumová brána, PSW metr...).
10. Architektura vysílačů, speciální výkonové prvky (polovodičové i vakuové) používané v koncových stupních vysílačů a jejich vlastnosti. Výkonové zesilovače (PA) - třídy, koncepce.
11. Modulace na nosné vlně, modulace na mezifrekvenci. Typy modulátorů, kvadraturní modulátor, impulsní
modulátor, FM modulátor. Linearizace. Speciální optimalizační metody pro výkonové vysokofrekvenční zesilovače. Speciální měřící metody pro vysílače.
12. Bloky číslicového zpracování signálu za/před modulátorem/demodulátorem. DUC, DDC - provedení, systémy.
13. Softwarově definované rádio, kognitivní rádio. Základní koncepce, architektury, aplikace v komunikační, měřící a mobilní technice.
14. P rostředky číslicového zpracování signálu v softwarově definovaném rádiu, paralelní digitální zpracování signálu. Digitální mezifrekvenční stupně, přímá digitální syntéza. Implementace do hradlového pole.

Osnovy cvičení:

Cvičení bude zaměřeno na laboratorní měření zaměřené na ověření odpřednášené látky. Studenti budou vypracovávat protokoly z měření. Součástí cvičení bude samostatná úloha, která se bude řešit ve skupinách. Dosažené výsledky budou v závěru semestru krátce presentovány.
1. Seznámení s laboratoří, bezpečnost práce
2. Měření citlivosti, BER, PER, selektivity, postranních příjmů, parazitního vyzařování rádiového přijímače
3. Měření výkonu, spektra, harmonických a neharmonických složek rádiového vysílače
4. Měření útlumových charakteristik krystalového, keramického a SAW filtru
5. Návrh a měření syntezátoru kmitočtu a DDS
6. Měření směšovací tabulky, konverzního útlumu a přeslechů mezi branami diodového dvojitě vyváženého směšovače
7. Měření šumového čísla dvojbranu
8. Měření intermodulační odolnosti rádiového přijímače
9. Systémový návrh rádiového přijímače
10. Příjem VKV FM rozhlasu pomocí SDR
11. Systémový návrh přijímače, zadání samostatné úlohy
12. Konzultace ohledně samostatné úlohy
13. Presentace výsledků
14. Doplňkové měření, zápočet

Literatura:

Dobeš, J. Žalud, V.: Moderní radiotechnika, BEN, 2006, ISBN 80-7300-132-2. Rohde, U.L.: Communications receivers DSP, software radios, and design, McGraw-Hill 2001, ISBN: 0- 07-136121-9. Vendelin, G.D.; Pavio, A.M.; Rohde, U.L.: Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques. Wiley-Interscience, 2005. Misra, D.K: Radio-Frequency and Microwave Communication Circuits. John Wiley & Sons, Inc., 2001.

Požadavky:

Webová stránka:

http://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M37ART http://radio.feld.cvut.cz/personal/dobes2/dobes.cz.pdf (Podklady pro výuku)

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPEK7_2018 Před zařazením do oboru P 1
MPEK3_2016 Elektronika V
MPEK4_2016 Audiovizuální technika a zpracování signálů V
MPEK1_2016 Komunikační systémy a sítě V
MPEK6_2018 Před zařazením do oboru PV 3
MPEK2_2016 Radiová a optická technika P 2


Stránka vytvořena 13.12.2018 07:48:12, semestry: Z,L/2020-1, L/2017-8, L/2019-20, Z,L/2018-9, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.