Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M37ART
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:
| 1. | | Seznámení s laboratoří, bezpečnost práce |
MĚŘENÍ
| 2. | | Základy práce se spektrálním analyzátorem, parametry spektrálního analyzátoru, spektrální analýza signálů |
| 3. | | Měření výkonových, spektrálních a modulačních parametrů signálu WLAN |
| 4. | | Návrh a konstrukce LC filtru, měření parametrů a charakteristik filtru vektorovým obvodovým analyzátorem |
| 5. | | Měření parametrů napětím řízeného oscilátoru |
| 6. | | Měření na směšovači, směšovací tabulky, konverzní útlum a přeslechy mezi branami diodového dvojitě |
vyváženého směšovače
| 7. | | Měření parametrů VF zesilovače - šumové číslo, bod komprese, bod zahrazení |
| 8. | | Software Defined Radio a GNU Radio - Úvod |
| 9. | | Software Defined Radio a GNU Radio - Operace s HW |
| 10. | | Software Defined Radio a GNU Radio - Systémové aplikace |
SEMINÁŘE
| 11. | | Synchronizace přijímače; zpětnovazební obvody |
| 12. | | Směšovače, princip, typy směšovačů |
| 13. | | Koncepty návrhu rádiového přijímače |
| 14. | | 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:
Matematika, teorie signálů a systémů, analogové a digitální obvody a subsystémy (v rozsahu bakalářské zkoušky)
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 5.12.2024 17:51:00, semestry: Z/2025-6, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |