Основы радиоэлектроники

Перечень экзаменационных вопросов по курсу
“Основы радиоэлектроники”
для специальностей
для специальностей:
1-39 02 01 – Моделирование и компьютерное проектирование радиоэлектронных средств
1-39 02 02 – Проектирование и производство радиоэлектронных средств
1-41 01 02 – Микро- и наноэлектронные технологии и системы
1. Основные направления развития современной радиоэлектроники.
Структурная схема радиоканала. Связь частоты сигнала с длиной электромагнитной волны.
2. Классификация и формы представления сигналов. Гармонический
анализ периодических и непериодических сигналов. Преобразования Фурье..
Понятие о спектральной плотности. Теоремы о спектрах.
3. Радиосигналы. Сигналы с амплитудной, угловой и смешанной модуляцией. Ширина спектра радиосигнала. Манипулированные сигналы.
4. Теорема Котельникова. Квантование и дискретизация непрерывных
сигналов. Цифровое представление сигнала. Импульсно-модулированные колебания.
5. Помехи, их свойства и математическое описание. Основные статистические характеристики случайных процессов.
6. Пассивные элементы радиоцепей и их свойства. Модели дискретных
и интегральных пассивных элементов.
7. Воздействие, реакция, понятие о характеристике цепи. Пассивные и
активные цепи. Задачи анализа и синтеза цепей. Линейные, нелинейные и
параметрические цепи.
8. Пассивные и активные четырехполюсники. Основные уравнения, параметры и эквивалентные схемы четырехполюсника. Комплексные функции
передачи, входные функции и их связь с параметрами четырехполюсника.
9. Передача максимальной мощности в нагрузку, условия согласования
импедансов. Свойства простейших четырехполюсников: RC, RL, линейного
трансформатора.
10. Комплексные сопротивления и проводимости. Закон Ома и
Кирхгофа в комплексной форме. Задачи анализа линейной цепи. Применение
уравнения Кирхгофа, методы контурных и узловых напряжений для расчета
сложных цепей.
11. Использование принципа суперпозиции, теорема об эквивалентном
источнике при анализе цепей. Алгоритмы анализа цепей на ЭВМ. Учет отклонений параметров элементов цепей и наличия паразитных явлений в реальных цепях.
12. Частотные характеристики и годограф простейших RC- и RL-цепей,
резонансных последовательных, параллельных, связанных контуров. Влияние сопротивления источника сигнала и нагрузки на характеристики контура,
частичное включение.
13.Основные понятия и определения. Фильтры нижних, верхних частот, полосовой и режекторный.. Характеристики фильтра без потерь. Фильтры с сосредоточенной селекцией. Понятие о пьезоэлектрических, электромеханических фильтрах, эквивалентные схемы. Активные RC-фильтры.
14. Определение и параметры цепей с распределенными параметрами.
Бегущие и стоячие волны в длинной линии. Режимы холостого хода и короткого замыкания.
15.Использование длинных линий в качестве трансформаторов сопротивлений, изоляторов, колебательных контуров, линий задержки, формирователей импульсов. Элементы с распределенными параметрами в микроэлектронике.
16. Особенности анализа сигналов в нелинейных цепях. Описание характеристик нелинейных элементов точными и приближенными (аппроксимирующими) функциями.
17. Аппроксимация характеристик степенными полиномами и кусочнолинейными функциями. Анализ спектров откликов нелинейных элементов
при полиномиальной и кусочно-линейной аппроксимациях.
18.Обогащение спектра сигнала на выходе нелинейного элемента. Режимы преобразования сигнала: умножение частоты; нелинейное усиление; амплитудная модуляция, детектирование, выпрямление, преобразование «вверх» и
«вниз».
19.Нелинейные безынерционные и инерционные цепи при гармоническом и негармоническом воздействиях. Суть метода угла отсечки. Коэффициенты Берга. Машинные методы анализа нелинейных цепей.
20 Электропроводность полупроводников, образование и свойства р-n–
перехода. Классификация полупроводниковых приборов. Полупроводниковые резисторы. Полупроводниковые диоды и описание их вольт-амперных
характеристик.
21. Устройство и принцип действия биполярного транзистора БТ.
Классификация, режимы работы БТ. Коэффициент передачи по току. Схемы
включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим
коллектором (ОК).
22. Система Н-параметров и статические вольт-амперные характеристики транзистора в схеме включения с ОЭ. Эквивалентные схемы БТ для
большого и малого сигналов.
23. Полевые транзисторы. Классификация и устройство, основные характеристики. Схемы включения полевых транзисторов. Сравнение характеристик полевых и биполярных транзисторов.
24. Тиристоры: Классификация, принцип действия, вольт-амперные
характеристики и параметры. Особенности технологии и конструкций.
25.. Особенности цифровых и аналоговых устройств радиоэлектронной
аппаратуры. Аналоговые устройства, определение, роль. Классификация аналоговых устройств.
26. Назначение, классификация, параметры и характеристики усилите-
лей Искажения в усилителях. Основная схема усилительного каскада. Методы смещения рабочей точки биполярного транзистора. Температурная зависимость режима работы и методы стабилизации рабочей точки.
27.Эквивалентные схемы усилительного каскада в области нижних,
средних и верхних частот. Влияние паразитных связей. Разброс параметров.
Особенности усилительных каскадов в микроэлектронике.
28 Многокаскадные усилители. Особенности импульсных и избирательных усилителей.
29.Виды обратных связей. Основные соотношения. Влияние отрицательной обратной связи на параметры и характеристики усилителей. Цепи
коррекции в усилителях. Широкополосные усилители. Паразитные связи и
их влияние на основные параметры устройств.
30. Усилители постоянного тока. Дифференциальный каскад. Операционные усилители (ОУ) и их основные параметры. Особенности схем интегральных операционных усилителей.
31. Примеры использования ОУ с обратной связью для реализации вычислительных алгоритмов над аналоговыми сигналами.
32. Режимы работы усилителей в классах А, В, С и D. Принципы увеличения мощности и КПД. Зависимость энергетических показателей от режима работы усилителя. Способы возбуждения мощных усилителей.
33.Однотактные и двухтактные апериодические усилители мощности.. Режимы работы. Выбор рабочей точки.. Влияние разброса параметров элементов
на показатели усилителя.
34. Классификация генераторов колебаний, показатели качества.
Принцип генерирования колебаний, условия самовозбуждения.
35.Генераторы гармонических колебаний. Стационарный режим, условия баланса амплитуд и фаз.
36. Классификация схем автогенераторов. Генераторы на ИМС. Кварцевые генераторы.. RC-генераторы.
37.Управление частотой и стабилизация частоты генераторов. Конструктивные и схемные меры повышения стабильности частоты.
38. Принцип преобразования спектра. Математические основы анализа.
Преобразователи частоты. Принцип работы. Основные параметры. Конструктивные и схемные способы устранения паразитных связей.
39.Модуляторы. Виды амплитудных модуляторов. Виды модуляторов
фазо-модулированных и частотно-модулированных колебаний. Модуляторы
одной боковой полосы сигналов.
40. Амплитудные, частотные и фазовые детекторы. Схемы детекторов,
принцип действия, основные характеристики, искажения и способы их
устранения. Примеры типовых схем на ОУ.
41. Схемы формирования и задержки импульсов. Формирование импульсов из гармонического колебания. Компаратор и пороговое устройство.
42. Одновибратор и мультивибратор: принцип действия, временные
диаграммы, период колебаний. Генераторы импульсов большой скважности,
напряжения и тока пилообразной формы. Точность и стабильность парамет-
ров импульсных генераторов
43.Сетевые трансформаторы устройств электропитания. Однофазные
выпрямители переменного напряжения: однополупериодные, двухполупериодные, мостовые. Расчет электрических характеристик трансформаторов и выпрямителей.
44. Электронные стабилизаторы напряжения. Анализ показателей работы стабилизатора напряжения: коэффициента полезного действия, коэффициента стабилизации, коэффициента сглаживания пульсаций. Защита стабилизатора напряжения от перегрузок.
45.Бестрансформаторные устройства электропитания.
46. Основные понятия, принципы передачи и обработки дискретных
сигналов. Основы теории логических схем. Понятие о минимизации логических функций и проектировании устройств на цифровых микросхемах.
47.Электронные ключи на биполярных и полевых транзисторах. Классификация, основные параметры и характеристики логических элементов, сравнение.
48. Интегральные триггеры. Классификация, принцип действия, типы
управления. Двухступенчатые триггеры и триггеры с динамическими счетными входами. Универсальный триггер.
49. Регистры, счетчики, шифраторы, дешифраторы, преобразователи
кода. Основные типы, структурные схемы, принцип действия, параметры.
50. Определение и основные параметры микропроцессоров, особенности структуры и функционирования. Структурная схема и принцип действия
типового микропроцессора.
51. Дискретизация и квантование аналоговых сигналов. Принцип аналого-цифровой обработки информации и сигналов.
52.Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Цифровые фильтры, принцип действия и характеристики. Применение микропроцессоров в устройствах обработки информации.
53. Интеграция аналоговых и цифровых цепей в современных ИМС.
«Система на кристалле». Примеры цифровых устройств, используемых в
РЭА
54.Классификация и основные параметры приемных устройств. Приемник прямого усиления. Приемники информационного и синхронного типа.
55.Структурная схема радиоприемного устройства амплитудномодулированных сигналов супергетеродинного типа.
56.Сопряжение настроек контуров, электронная перестройка частоты,
автоматическая регулировка усиления в радиоприемных устройствах.
57. Особенности радиоприемных устройств частотно-модулированных
сигналов. Фазовая и частотная автоматическая подстройка частоты (АПЧ).
58.Цифровые виды модуляции и особенности построения цифровых
систем связи, ТВ и передачи данных.
59 Радиопередающие устройства. Классификация. Основные показатели. Получение модулированных колебаний большой мощности. Борьба с
паразитными колебаниями. Сложение мощностей.
60.Обеспечение быстрой перестройки передатчика, установка и стабилизация частоты. Современные радиопередающие устройства и тенденции
развития аналоговых и цифровых систем передачи.
61.Тенденции и проблемы развития радиоэлектроники. Совершенствование элементной базы радиоэлектронных устройств и систем. Внедрение
цифровых методов обработки информации. Защита информации.