Detail předmětu
Rádiové přijímače a vysílače
FEKT-BRPVAk. rok: 2018/2019
Studenti seznámí s architekturou analogových a digitálních radiových komunikačních systémů (blokové schéma, základní funkce) a dále s činností vybraných analogových a číslicových obvodů používaných v radiových systémech (zesilovače, oscilátory, směšovače, filtry, modulátory, demodulátory, atd.). Nakonec získají základní informace o systémech rozhlasového vysílání (FM, DAB, DRM).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu je schopen (1) popsat strukturu obecného analogového a digitálního radiokomunikačního systému, (2) vysvětlit činnost vybraných analogových a číslicových obvodů používaných v radiových systémech (3) a orientovat se v technologiích používaných v systémech rozhlasového vysílání.
Prerekvizity
Jsou požadovány znalosti základů zpracování signálů a teorie elektronických obvodů.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).
Způsob a kritéria hodnocení
Studenti mohou získat během semestru 20 bodů za aktivní práci v laboratorních cvičeních. Za závěrečnou zkoušku je uděleno maximálně 80 bodů.
Osnovy výuky
1. Kmitočtová pásma. Základní koncepce přijímačů a vysílačů s analogovým a digitálním zpracováním signálů.
2. Parametry přijímačů a vysílačů a metody jejich měření. Vstupní obvody přijímačů.
3. Směšovače (aditivní, multiplikativní, vyvážené). Oscilátory (LC, krystalové).
4. Kmitočtové syntezátory, PLL, DDFS. Pásmové zesilovače. Mezifrekvenční filtry.
5. Demodulátory AM, FM a PM. Demodulátory MQAM a MPSK.
6. Pomocné obvody přijímačů, AVC, AFC. Rozhlasová stereofonie, kodéry a dekodéry. RDS.
7. Selektivní výkonový zesilovač. Aktivní prvky. Pracovní třídy a režimy.
8. Přizpůsobovací, transformační a vazební obvody. Širokopásmové výkonové zesilovače.
9. Modulátory AM, FM a PM. Modulátory MQAM a MPSK. Modulátory na principu DDFS
10. Vysokofrekvenční výkonové zesilovače s vysokou účinností, třída D, E a F.
11. Vzorkování pásmových signálů, A/D převodníky pro rádiové přijímače.
12. Metody číslicového zpracování v radiotechnice (filtrace, demodulace, synchronizace).
13. Softwarový transceiver. Metody implementace. OFDM, digitální rozhlasové vysílání DAB-T, DRM.
2. Parametry přijímačů a vysílačů a metody jejich měření. Vstupní obvody přijímačů.
3. Směšovače (aditivní, multiplikativní, vyvážené). Oscilátory (LC, krystalové).
4. Kmitočtové syntezátory, PLL, DDFS. Pásmové zesilovače. Mezifrekvenční filtry.
5. Demodulátory AM, FM a PM. Demodulátory MQAM a MPSK.
6. Pomocné obvody přijímačů, AVC, AFC. Rozhlasová stereofonie, kodéry a dekodéry. RDS.
7. Selektivní výkonový zesilovač. Aktivní prvky. Pracovní třídy a režimy.
8. Přizpůsobovací, transformační a vazební obvody. Širokopásmové výkonové zesilovače.
9. Modulátory AM, FM a PM. Modulátory MQAM a MPSK. Modulátory na principu DDFS
10. Vysokofrekvenční výkonové zesilovače s vysokou účinností, třída D, E a F.
11. Vzorkování pásmových signálů, A/D převodníky pro rádiové přijímače.
12. Metody číslicového zpracování v radiotechnice (filtrace, demodulace, synchronizace).
13. Softwarový transceiver. Metody implementace. OFDM, digitální rozhlasové vysílání DAB-T, DRM.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty se strukturou, s popisem činnosti základních bloků a se základními parametry analogových a číslicových radiových komunikačních systémů, vysvětlit podstatu činnosti obvodů používaných v analogových a digitálních radiových systémech a ukázat příklady současných radiových systémů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Základní literatura
CHIEN, Ch. Digital Radio on a Chip. Kluwer Academic Publishers, Norwell 2000 (EN)
PROKEŠ, A. Rádiové přijímače a vysílače. Laboratorní cvičení. Rádiové přijímače a vysílače. Laboratorní cvičení. FEKT VUT Brno, Ústav radioelektroniky: MJ Servis s.r. o, 2002. s. 1 ( s.)ISBN: 80-214-2211- 4. (CS)
PROKEŠ, A. Rádiové přijímače a vysílače. Přednášky. Rádiové přijímače a vysílače. Přednášky. FEKT VUT Brno, Ústav radioelektroniky: MJ Servis s.r.o., 2002. ISBN: 80-214-2263- 7. (CS)
PROKEŠ, A. Rádiové přijímače a vysílače. Laboratorní cvičení. Rádiové přijímače a vysílače. Laboratorní cvičení. FEKT VUT Brno, Ústav radioelektroniky: MJ Servis s.r. o, 2002. s. 1 ( s.)ISBN: 80-214-2211- 4. (CS)
PROKEŠ, A. Rádiové přijímače a vysílače. Přednášky. Rádiové přijímače a vysílače. Přednášky. FEKT VUT Brno, Ústav radioelektroniky: MJ Servis s.r.o., 2002. ISBN: 80-214-2263- 7. (CS)
Doporučená literatura
ŽALUD, V. Moderní radioelektronika. Praha, BEN, 2000 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Kmitočtová pásma. Struktura přijímačů pro analogově a číslicově modulované signály. Základní parametry.
Vstupní obvody přijímačů. Laděné selektivní zesilovače.
Aditivní a multiplikativní směšovače. Vyvážené směšovače. Zpětnovazební LC a krystalové oscilátory. Napětím řízené oscilátory.
Kmitočtová syntéza. DDFS. Smyčka PLL. MF zesilovače. Demodulátory AM, FM a PM. Demodulátory MPSK, MQAM, FSK, GMSK. Synchronizační obvody.
Pomocné obvody přijímačů. Obvody AFC a AVC.
Struktura a základní parametry vysílačů pro analogově a číslicově modulované signály. Výkonové zesilovače. Pracovní třídy A, B a C. Zesilovače s vysokou účinností, pracovní třídy D, E a F. Metody linearizace výkonových zesilovačů.
Modulátory AM, FM a PM. Modulátory MPSK, MQAM, FSK a GMSK. Pomocné obvody vysílačů. Budiče. Sdružovače výkonu.
Rozhlasové stereofonní vysílání. Stereofonní kodéry a dekodéry. Systém RDS.
Číslicové metody zpracování signálů v radiových přijímačích a vysílačích. Vzorkování, interpolace, decimace, filtrace. Softwarové rádio, využití signálových procesorů a FPGA.
Moderní a perspektivní rádiové systémy, přenos rozhlasového vysílání DAB.
Vstupní obvody přijímačů. Laděné selektivní zesilovače.
Aditivní a multiplikativní směšovače. Vyvážené směšovače. Zpětnovazební LC a krystalové oscilátory. Napětím řízené oscilátory.
Kmitočtová syntéza. DDFS. Smyčka PLL. MF zesilovače. Demodulátory AM, FM a PM. Demodulátory MPSK, MQAM, FSK, GMSK. Synchronizační obvody.
Pomocné obvody přijímačů. Obvody AFC a AVC.
Struktura a základní parametry vysílačů pro analogově a číslicově modulované signály. Výkonové zesilovače. Pracovní třídy A, B a C. Zesilovače s vysokou účinností, pracovní třídy D, E a F. Metody linearizace výkonových zesilovačů.
Modulátory AM, FM a PM. Modulátory MPSK, MQAM, FSK a GMSK. Pomocné obvody vysílačů. Budiče. Sdružovače výkonu.
Rozhlasové stereofonní vysílání. Stereofonní kodéry a dekodéry. Systém RDS.
Číslicové metody zpracování signálů v radiových přijímačích a vysílačích. Vzorkování, interpolace, decimace, filtrace. Softwarové rádio, využití signálových procesorů a FPGA.
Moderní a perspektivní rádiové systémy, přenos rozhlasového vysílání DAB.
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Citlivost přijímače pro poměr S/N a SINAD.
Charakteristiky obvodu AVC.
Charakteristiky obvodu AFC.
Linearita a účinnost vysokofrekvenčního výkonového zesilovače.
Charakteristiky stereofonního dekodéru.
Parametry krátkovlnného vysílače.
Šumové číslo přijímače.
Měření vlastností obvodu DDFS.
Charakteristiky obvodu AVC.
Charakteristiky obvodu AFC.
Linearita a účinnost vysokofrekvenčního výkonového zesilovače.
Charakteristiky stereofonního dekodéru.
Parametry krátkovlnného vysílače.
Šumové číslo přijímače.
Měření vlastností obvodu DDFS.