|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Детектирование промодулированного излучения ОКГ⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 15
Для детектирования излучения ОКГ с различными видами модуляции используются и соответствующие типы детекторов. Однако основой любого детектора – для АМ-, ИМ-, ЧМ-, ФМ-колебаний – являются устройства с внутрен-ним и внешним фотоэффектами. Все они отличаются по диапазону принимаемых длин волн света. К детектирующим свет устройствам с внутренним фотоэффектом относят: − фоторезисторы, изменяющие свое сопротивление под действием квантов света; их постоянная времени относительно велика (τ ≈ 10-2÷ 10-7 с); − фотодиоды (ФД) различных типов на основе р-n-перехода, в котором возникают обратные переходы при энергиях квантов больше ширины запрещен-ной зоны; в цепи с таким диодом (детектором) возникает ток и соответствующее падение напряжения Uдет на включенном последовательно резисторе Rн (рис. 11.4, а, б); быстродействие диодов отличается в зависимости от типа (р-п, р-i-п, с барьером Шоттки, лавинные) и находится в пределах τ = 10-6÷ 10-10 с; − фототранзисторы, в которых для управления коллекторным током используется фотобаза (τ = 10-6÷ 10-7 с); − фототиристоры, где также используется фотослой, включающий тиристор (τ ≈ 10-5 с); − многоэлементные распределенные фотоприемники на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС–матрицы); используются для восприятия оптического изображения с последующим его считыванием электрокоммутацией (рис. 11.5).
а) б)
Рис. 11.4. Электрическая схема фотодиодного детектора с ФД как источником тока (а) и как фотовентилем в цепи с источником тока (б)
а) б)
Рис. 11.5. ПЗС-фотоприемник в виде матрицы (а) и её вид в разрезе (б)
При более ярком свете в полупроводнике р-типа возникает больше зарядов, которые индуцируют заряды противоположного знака в электродах, коммути-руемых схемой развертки и считывания зарядов с последующей трансформацией их в изображение. На ПЗС-матрицу изображение проецируется с помощью оптической системы. Применяются ПЗС-матрицы в видеосъемочной аппаратуре и телевидении. К детектирующим свет устройствам с внешним фотоэффектом относятся: − фотоэлектронные умножители ФЭУ с фотокатодом, имеющие высокую чувствительность (восприятие единичных фотонов), большой коэффициент усиления (Кус ≈ 106) и малую постоянную времени (τ ≈ 10-8 с); − фото-СВЧ приборы в виде фото-клистрона, фото-ЛБВ и т.д., в которых вместо горячего катода используется фотокатод, эмитирующий сгустки электро-нов пропорционально интенсивности падающего на него света, промодулирован-ного по амплитуде или импульсами. Фото-СВЧ-приборы позволяют выделять и усиливать модулирующее колебание диапазона СВЧ: фотоклистрон – в полосе резонаторов, ЛБВ – в широкой полосе частот (единицы ГГц). ЛБВ может исполь-зоваться с фокусировкой типа «О» и типа «Е». С помощью описанных фотодетекторов детектируются световые потоки с АМ и ИМ. Для детектирования ЧМ и ФМ световых колебаний используются специальные оптические схемы, позволяющие преобразовать изменение частоты или фазы светового колебания в изменение амплитуды, которая детектируется рассмотренными ранее методами и устройствами. Схемные решения этих устройств выходят за пределы курса и поэтому в опорном конспекте лекций не рассматриваются.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В восьмом семестре студенты выполняют четыре лабораторные работы. Работы выполняются по кругу бригадами по два-три человека. Форма допуска к занятиям – устный опрос. Отчет (один на бригаду) представляется по окончании каждого занятия. В защите отчета при сдаче его преподавателю участвуют все студенты бригады, выполнявшие данную работу. Зачет по лабораторным работам – в накопительной форме.
Ко всем перечисленным лабораторным работам изданы методические указа-ния [6–9], в которых приведены достаточно подробные сведения из теории, опи-саны макеты лабораторных установок, изложены порядок выполнения работы и содержание отчета, даны вопросы для самопроверки. Студентам-заочникам комплект методических указаний по лабораторным работам выдается в начале семестра одновременно с заданиями на расчетно-графическую работу.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
При изучении курса в восьмом семестре студенты выполняют расчетно-графическую работу. Задание на работу выдаётся в начале семестра. Работа сдается для проверки на кафедру «Техника радиосвязи и телевидения» или высы-лается по почте. Срок проверки – одна неделя.
Задания Контрольное задание составлено в десяти вариантах. Вариант задания опре-деляется последней цифрой номера студенческого билета (шифра). При выполнении контрольных работ студент должен придерживаться следующих правил. 1. Прежде чем выполнить какой-либо расчет, необходимо указать цель данного расчета и написать общую формулу для определения рассчитываемой величины. При этом надо указать источник, откуда взята эта формула. 2. В общую формулу подставляются числовые значения известных величин, приводятся результаты промежуточных вычислений и конечный результат. В ко-нечном результате должна быть обязательно проставлена размерность рассчи-тываемой величины. 3. Все величины должны выражаться в стандартных единицах международ-ной системы СИ. 4. Величины, подставленные в общую формулу, должны выражаться в основных (некратных) единицах. Конечные результаты расчетов должны выра-жаться в удобно читаемом виде, для чего необходимо пользоваться кратными и дробными единицами. 5. Все расчеты должны выполняться с точностью до третьей значащей цифры. Для этого необходимо использовать логарифмическую линейку длиной 25 см или калькулятор. 6. При выполнении контрольных работ необходимо указать номер студен-ческого билета и номер выполненного варианта. 7. В конце работы необходимо привести список использованной литера-туры.
Задача 1 В отражательном клистроне расстояние между центром зазора резонатора и отражателем равно D, анодное напряжение Uа, рабочая частота f, напряжение на отражателе Uотр, расстояние между сетками зазора d. Для работы используется зона n. Все данные сведены в таблицу 1. 1. Определению подлежат величины, против которых стоит знак вопроса. 2. Рассчитайте расстояние до плоскости между сеткой и отражателем, где электроны имеют скорость, равную нулю (т.е. где они поворачивают в обратном направлении). 3. Найти угол пролета электронов в зазоре (для электронов, идущих от катода через сетку на отражатель). Таблица1
Задача 2 В ЛБВ-О действует оптимальное ускоряющее напряжение U0 опт. Определить требуемый средний коэффициент замедления
Таблица 2
Задача 3 В плоском магнетроне со сплошным анодом анодное напряжение равно Uа, напряженность магнитного поля Н (магнитная индукция В). Направление магнит-ного поля – перпендикулярно вектору напряженности электрического поля. Расстояние между анодом и катодом d. Электроны вылетают с нулевой скоростью и движутся по циклоиде, которую описывает катящийся круг радиуса R, центр которого перемещается со скоростью υ ц. Циклотронная круговая частота ω ц. Полное время пролета электрона от катода до вершины циклоидальной орбиты и снова на катод τ. Данные сведены в табл. 3. Определению подлежат величины, со знаком вопроса. Таблица 3
1. При заданном в таблице (или полученном при решении) В рассчитать критическое значение анодного напряжения Uакр, при котором прекращается анодный ток. 2. При заданных в таблице (и полученных) остальных параметрах найти критическое значение Вкр, при котором прекращается анодный ток. 3. Во сколько раз изменится Uакр, если, сохраняя все остальные параметры, увеличить d в 3 раза (приведите формулу и её численное решение)?
Задача 4 1. Вычислить максимальное число молекул, необходимых для резонатора молекулярного генератора в секунду, если мощность генератора на пучке молекул аммиака составляет 1 мкВт? 2. Рассчитать частоту резонансного поглощения при парамагнитном резонансе, если величина постоянного магнитного поля составляет 80·103 А/м (1000 эрстед); относительная магнитная проницаемость μ =1. 3. Рассчитать частоты биений между модами для лазера с длинами опти-ческого резонатора L1=100 см и L2=50 см. Сравнить излучаемые спектры (дать поясняющие рисунки); ширину спектра излучения лазера считать равной ширине спектра рабочего вещества 2∆ f = 800мГц, длина волны лазера λ = 6328 нм.
При решении задач рекомендуется обратиться к библиографическому списку (с. 131): − по расчету параметров отражательного клистрона: [1, с.65–77]; [2, с.37–45]; [3, с.45–62]; − по расчету параметров ЛБВ-О: [1, с.124–146]; [2, с.45–60]; [3, с.62–88]; [5, с.58–70]; − по расчету параметров многорезонаторного магнетрона: [1, с.78–110]; [2, с.67–74]; [3, с.115–130]; [5, с.88–104] − по расчету параметров квантовых приборов – опорный конспект лекций данного пособия, разделы «Квантовые генераторы СВЧ», «КПУ СВЧ», «Квантовые генераторы оптического диапазона». Для проведения расчетов и ознакомления с ЭП СВЧ и КП можно воспользоваться дополнительной литературой, найдя по содержанию необходимые разделы: − Бобровский, Ю.Л. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника / Ю.Л. Бобровский [и др.]. − М.: Радио и связь, 1998. − Лебедев, И.В. Техника и приборы СВЧ / И.В. Лебедев. – М.: Высшая школа, 1972, т.2. − Андрушко, Л.М. Электронные и квантовые приборы СВЧ / Л.М. Андрушко, В.М. Бурмитенко. – М.: Связь, 1974. − Батраков, А.С. Квантовые приборы / А.С. Батраков. – М.: Энергия, 1972. − Васильев, В.Н. Электронные и квантовые приборы СВЧ / В.Н. Васильев. – М.: Связь, 1972. − Пестов, Э.Г. Квантовая электроника / Э.Г. Пестов, Г.М. Лапшин. – М.: Воениздат, 1972. − Карлов, Н.В. Лекции по квантовой электронике / Н.В. Карлов. – М.: Наука, 1988.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-11; Просмотров: 808; Нарушение авторского права страницы
в ЗС и теоретический коэффициент усиления Кус для различных значений размеров ЗС в длинах замедленных волн N, значений параметра усиления С и затухания D вставки. Данные сведены в табл. 2. Определению подлежат величины со знаком «? ».