Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2B37ROZ
Anotace:
V první části předmět obsahuje základní, ale systematický popis nejdůležitějších typů analogových a digitálních modulací. Následuje výklad stavebních bloků rádiových komunikačních systémů a základních typů rádiových přijímačů. Následuje výklad pasivních a aktivních prvků se soustředěnými i rozprostřenými parametry používaných v rádiových obvodech a jejich vlastností. Pozornost je věnována moderním strukturám s rozprostřenými parametry, mikrovlnným tranzistorům nejrůznějších typů, výkonovým unipolárním tranzistorům. Předmět obsahuje popis rádiových funkčních bloků: vysokofrekvenční zesilovače se soustředěnými i rozprostřenými parametry a jejich šumové vlastnosti, výkonové zesilovače, oscilátory a problematiku fázového šumu, krystalové oscilátory, směšovače vyvážené i vícenásobně vyvážené.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Podrobnější popis amplitudové modulace (AM, DSB), vztahy v časové oblasti, spektrální a energetické vlastnosti, energetická účinnost. |
| 2. | | Podrobnější popis úhlové modulace (PM, FM), vztahy v časové oblasti, spektrální a energetické vlastnosti, stereo v FM, preemfáze a deemfáze. Šumové vlastnosti analogových modulací. |
| 3. | | Podrobnější popis digitálních modulací (ASK, FSK, PSK), časová oblast a základní spektrální vlastnosti. Konstelační diagramy. |
| 4. | | Další nejčastěji používané digitální modulace a jejich vlastnosti: GMSK, Pi/4 QPSK, Grayův kód. |
| 5. | | Podrobnější popis modulačního principu OFDM, vlastnosti v časové a spektrální oblasti, ochranný interval, pilotní signály. Jednofrekvenční síť. |
| 6. | | Principy rozprostření spektra rádiového signálu. Principy protichybového kódování v přenosových systémech, kódový poměr, systematický kód, příklady metod kódování a dekódování. |
| 7. | | Stavební bloky rádiových komunikačních systémů. Směšovač, užitečné a neužitečné produkty, reciproké směšování, užití filtrů před a za směšovačem. Fázový závěs, popis blokového schématu, základní parametry, aplikace fázového závěsu. |
| 8. | | Základní typy přijímačů. Superhet s jedním a dvojím směšováním. Příjem zrcadlového signálu. Pomocné obvody přijímačů. Základní parametry přijímačů a jejich měření. |
| 9. | | Vysokofrekvenční vlastnosti pasivních prvků C, L, R. Parazitní prvky, jejich kmitočtové vlastnosti. ESR, Q. Definování pasivních dvojbranů a trojbranů systémem S-parametrů. Rezonanční obvody. Vysokofrekvenční filtry, SAW apod. |
| 10. | | Vysokofrekvenční tranzistory: BJT, HBT, MESFET, pHEMT, SiGe, výkonové MOSFET a LDMOSFET. Šumové vlastnosti vysokofrekvenčních tranzistorů. |
| 11. | | Vysokofrekvenční zesilovače, LNA. Zesilovače s rozprostřeným zesílením, základní princip. Výkonové vysokofrekvenční zesilovače, způsoby optimalizace výkonu, účinnosti atd. |
| 12. | | Šumové vlastnosti vysokofrekvenčních obvodů. Základní fyzikální zdroje šumu a jejich matematický popis. Šumy pasivních a aktivních prvků rádiových obvodů. Základní způsoby šumové optimalizace vysokofrekvenčních obvodů. |
| 13. | | Základní zapojení oscilátorů v radiotechnice (Colpitts, Clapp, Hartley apod.). Napěťově řízené oscilátory (VCO), PLL. Krystalové oscilátory, přechodný děj. |
| 14. | | Základní zapojení směšovačů. Vyvážené a vícenásobně vyvážené směšovače. Směšovače s diodami, BJT a MOSFET. |
Osnovy cvičení:
Cvičení předmětu se skládají ze série laboratorních měření a seminářů volených tak, aby pokrývala témata probíraná na přednáškách a přispěla tak k přirozenému pochopení činnosti rádiových obvodů a zařízení. Proběhne měření charakteristik rádiových filtrů, měření zesilovačů v různých třídách včetně měření výkonového zesilovače vysílače, měření oscilátorů i směšovačů včetně stanovení IP1 a IP3 a také měření nejrůznějších parametrů rádiových přijímačů.
MĚŘENÍ:
| 1. | | Měření na zesilovači ve třídách A, AB, B, a C; zesílení signálu s proměnnou obálkou, linearita zesílení. |
| 2. | | Návrh, konstrukce a měření RC oscilátoru; kmitočet oscilací, stabilizace oscilací, činitel harmonického zkreslení. |
| 3. | | Měření na směšovači s mezifrekvenčním filtrem; produkty směšování při 1-tónovém a při 2-tónovém buzení, přenosová charakteristika filtru. |
| 4. | | Měření parametrů, charakteristik rádiového přijímače AM signálu; citlivost, napěťová charakteristika a rychlost reakce AGC, selektivita. |
| 5. | | Měření parametrů, charakteristik rádiového přijímače FM signálu; citlivost, kmitočtová charakteristika a zkreslení nízkofrekvenčního signálu. |
| 6. | | Měření na rádiovém vysílači; kmitočet nosné vlny, výkon a harmonické zkreslení vysokofrekvenčního signálu. |
| 7. | | Měření fázového závěsu; rozsah udržení, rozsah zachycení, aplikace v demodulátorech AM a FM signálu. |
| 8. | | Měření na systému digitální televize; spektra a konstelační diagramy OFDM modulace, jednofrekvenční síť. |
SEMINÁŘE:
| 9. | | Kaskádní syntéza, souhrnné parametry přijímače. |
| 10. | | Vysokofrekvenční vlastnosti pasivních prvků, transformátorová vazba. |
| 11. | | Přijímače, zrcadlový kmitočet a jeho potlačení, dvojité směšování. |
| 12. | | Oscilátor, frekvenční syntéza. |
| 13. | | Zesilovač, diferenční stupeň, selektivní zesilovač. |
| 14. | | Směšovač, konverzní parametry. |
Literatura:
Literatura (doporučená, nepovinná):
Dobeš, J., Žalud, V.: Moderní radiotechnika. BEN, 2006, 764 str. ISBN 80-7300-132-2.
Vendelin, G.D., Pavio, A.M., Rohde, U.L.: Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques.
Wiley-Interscience, 2005, 1058 str. ISBN 0-471-41479-4.
Misra, D.K: Radio-Frequency and Microwave Communication Circuits Analysis and Design . John Wiley & Sons, Inc.,
2001, 577 str. ISBN 0-471-41253-8.
Caverly, R.: CMOS RFIC Design Principles. Artech House, 2007, 435 s. ISBN 978-1-59693-132-9.
Sodagar, A.M.: Analysis of Bipolar and CMOS Amlifiers. CRC Press, 2007, 411 str. ISBN 1-4200-4644-6.
Nelson, C. High-Frequency and Microwave Circuit Design. CRC Press, 2008, 162 str. ISBN 978-0-8493-7562-0.
Odyniec, M: RF and Microwave Oscillator Design. Artech House, 2002, 398 str. 1-58053-320-5.
Dobrowolski, J.A., Ostrowski, W.: Computer-Aided Analysis, Modeling, and Design of Microwave Networks The
Wave Approach . Artech House, 1996, 305 str. ISBN 0-89006-669-8.
Wong, T.T.Y.: Fundamentals of Distributed Amplification. Artech House, 1993, 325 str. ISBN 0-89006-645-9.
Sun, Y.: Wireless Communications Circuits and Systems. IEE, 2004, 285 str. ISBN 0-85296-443-9.
Baker, R.J., Li, H.V., Boyce, D.E.: CMOS Design, Layout, and Simulation. IEEE & Wiley-Interscience, 1998, 902
str. ISBN 0-7803-3416-7.
Wamback, P., Sansen, W.: Distortion Analysis of Analog Integrated Circuits. Kluwer Academic Publishers, 1998, 501
str. ISBN 0-7923-8166-6.
Rudolph, M.: Introduction to Modeling HBTs. Artech House, 2006, 322 str. ISBN 1-58053-144-x.
Požadavky:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 20.3.2025 17:50:56, semestry: Z,L/2025-6, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |