Проектирование и расчет компонентов телекоммуникационного оборудования: Автогенераторы, нелинейные преобразователи, фильтры и усилители

В мире, где беспроводные технологии стали неотъемлемой частью повседневности, а скорость передачи данных постоянно растет, требования к надежности и эффективности телекоммуникационного оборудования ужесточаются с каждым днем. От мобильной связи до спутниковых систем — в основе любой современной радиоэлектронной аппаратуры лежат фундаментальные блоки: автогенераторы, формирующие высокостабильные колебания; нелинейные преобразователи, модулирующие и демодулирующие сигналы; электрические фильтры, очищающие частотный спектр; и, конечно, усилители мощности, обеспечивающие передачу сигнала на дальние расстояния.

Целью данной работы является предоставление всеобъемлющих знаний и методологий по расчету и проектированию этих ключевых узлов. Мы не просто коснемся основ, а углубимся в детали, рассмотрим различные подходы и схемные решения, проанализируем современные тенденции в элементной базе и исследуем возможности автоматизированного проектирования. Эта курсовая работа призвана стать надежным руководством для студентов, аспирантов и инженеров, стремящихся к глубокому пониманию и практическому применению принципов радиотехники и схемотехники в области телекоммуникаций.

Автогенераторы: Принципы работы, классификация и методики расчета

Автогенератор — это сердце многих радиотехнических систем, невидимый пульс, который оживляет передающие и приемные тракты. От его стабильности, чистоты сигнала и эффективности зависит качество всей аппаратуры связи. Таким образом, понимание принципов работы автогенераторов — это ключ к созданию надежных и производительных телекоммуникационных систем.

Основные принципы функционирования автогенераторов

В сущности, автогенератор — это радиотехническое устройство, способное преобразовывать энергию источника постоянного тока в незатухающие электрические колебания [2, 8, 15, 20]. Его можно встретить повсюду, где требуется формирование колебаний определенной частоты: от тактовых генераторов в цифровых устройствах до гетеродинов в радиоприемниках и возбудителей в радиопередатчиках.

Ключевым принципом работы автогенератора является самовозбуждение незатухающих колебаний. Это достигается за счет положительной обратной связи (ПОС): часть переменного напряжения, сформированного на выходе усилительного элемента, подается обратно на его вход, при этом фаза и амплитуда сигнала обратной связи должны быть такими, чтобы поддерживать или даже наращивать исходные колебания [2, 8, 15].

Чтобы автоколебания возникли и устойчиво поддерживались, необходимо одновременное выполнение двух фундаментальных условий, известных как критерии Баркгаузена [7, 8, 9, 18, 21].

• Условие баланса амплитуд: Произведение коэффициента усиления усилительного элемента (K) и коэффициента передачи цепи обратной связи (β) по замкнутому кольцу генератора должно быть равно единице в стационарном режиме. То есть, K ⋅ β = 1. Для гарантированного самовозбуждения на начальном этапе это произведение должно быть несколько больше единицы (K ⋅ β ≥ 1), чтобы обеспечить начальный рост амплитуды колебаний, которые затем ограничатся нелинейными эффектами в схеме.
• Условие баланса фаз: Суммарный фазовый сдвиг при обходе замкнутого кольца автогенератора должен быть равен 0 или целому числу 2π радиан (0° или 360°). Если усилительный элемент, например, транзистор в схеме с общим эмиттером, вносит сдвиг фазы на 180°, то цепь обратной связи должна обеспечить дополнительный сдвиг на 180°, чтобы общий сдвиг составлял 360° (или 0°), и сигнал обратной связи был синфазен входному сигналу [7, 8, 18].

Простейший автогенератор состоит из трех основных функциональных блоков [2, 20]:

1. Усилительный элемент: Это может быть электронная лампа или транзистор (биполярный, полевой), обеспечивающий необходимое усиление.
2. Колебательная система: Задает частоту генерируемых колебаний. Чаще всего это LC-контур с сосредоточенными параметрами, или, в более сложных случаях, резонаторы (кварцевые, диэлектрические, объемные).
3. Цепь обратной связи: Обеспечивает передачу части энергии с выхода усилительного элемента на его вход с требуемой фазой.

Для практической реализации автогенераторы должны обеспечивать высокую стабильность частоты и выходной мощности, а также форму выходного напряжения, максимально приближенную к синусоидальной [2, 8].

Классификация автогенераторов

Многообразие задач, решаемых в радиотехнике, привело к появлению различных типов автогенераторов, которые классифицируются по нескольким ключевым признакам [8, 10, 15]:

По форме выходных сигналов:

• Синусоидальные: Генерируют колебания, близкие к гармоническим. Используются в передатчиках, гетеродинах, источниках опорной частоты.
• Несинусоидальные (релаксационные): Генерируют колебания сложной формы, такие как прямоугольные, пилообразные, треугольные. Применяются в синхронизирующих схемах, формирователях импульсов.

По частоте генерируемых колебаний:
Это разделение особенно важно для аппаратуры связи, поскольку разные диапазоны требуют различных схемотехнических решений и элементной базы. Общепринятые диапазоны частот включают:

• Очень низкие частоты (ОНЧ): 3-30 кГц.
• Низкие частоты (НЧ): 30-300 кГц.
• Средние частоты (СЧ): 300-3000 кГц.
• Высокие частоты (ВЧ): 3-30 МГц.
• Очень высокие частоты (ОВЧ): 30-300 МГц.
• Ультравысокие частоты (УВЧ): 300-3000 МГц (0.3-3 ГГц).
• Сверхвысокие частоты (СВЧ): 3-30 ГГц.
• Крайне высокие частоты (КВЧ): 30-300 ГГц.
• Гипервысокие частоты (ГВЫ): 300-3000 ГГц.

По способу возбуждения:

• С самовозбуждением: Большинство генераторов. Колебания возникают самостоятельно при включении питания.
• С внешним возбуждением (мастер-осцилляторы): Такие генераторы, по сути, являются усилителями, которые усиливают уже существующий стабильный сигнал.

По типу колебательной системы и цепи обратной связи:

• LC-автогенераторы: Являются одними из наиболее распространенных для генерации высоких и средних частот. Их основой является колебательный LC-контур, который обеспечивает селективные свойства и формирует форму выходного напряжения, близкую к гармонической. Положительная обратная связь в таких генераторах может быть реализована через трансформаторную связь (с использованием катушки связи) или через так называемую трехточечную схему (например, схема Хартли с индуктивной трехточкой или схема Колпитца с емкостной трехточкой) [8, 11, 15].
  • Пример схемы Колпитца (емкостная трехточка): В этой схеме колебательный контур образован индуктивностью и двумя последовательно включенными конденсаторами, точка соединения которых заземлена, формируя таким образом отвод для обратной связи.
• RC-автогенераторы: Основаны на использовании RC-цепей в качестве частотозадающих элементов и цепей обратной связи. Они широко применяются для генерации низких частот (НЧ), обычно в диапазоне от долей герца до сотен килогерц, хотя в некоторых интегральных реализациях могут достигать десятков мегагерц [8, 11]. Их преимущества — отсутствие индуктивностей (что важно для интегрального исполнения) и возможность плавной перестройки частоты. Однако они часто имеют меньшую крутизну спада АЧХ по сравнению с LC-генераторами.
• Кварцевые генераторы: Используют пьезоэлектрические свойства кварцевых резонаторов, обладающих чрезвычайно высокой добротностью, что обеспечивает исключительную стабильность частоты.

По режимам самовозбуждения:

• Мягкий режим: Колебания возникают плавно и быстро устанавливается стационарный режим при подаче питания. Для этого начальный коэффициент обратной связи должен быть лишь немного больше единицы.
• Жесткий режим: Для возникновения колебаний требуется значительное превышение коэффициента обратной связи (K ⋅ β ≫ 1) или внешнее пусковое воздействие. Установление колебаний происходит скачкообразно. Такие режимы могут приводить к неустойчивости и гистерезису [3, 7, 19].

Методики расчета автогенераторов и обеспечение их стабильности

Расчет автогенератора — это не просто выбор номиналов элементов, а комплексный инженерный процесс, направленный на обеспечение заданных параметров: частоты, мощности, стабильности и формы сигнала. Это требует глубокого понимания взаимосвязи между схемными решениями и конечными эксплуатационными характеристиками.

Расчет транзисторных LC-автогенераторов:
Процесс проектирования начинается с определения ключевых требований: необходимой колебательной мощности и диапазона рабочих частот. Далее следует выбор усилительного элемента, обычно биполярного или полевого транзистора, исходя из его предельных параметров: максимально допустимой колебательной мощности, максимальной рабочей частоты и допустимой мощности рассеивания. Важным этапом является выбор режима работы транзистора. Для автогенераторов, как правило, выбирают критический или недонапряженный режим. При этом для повышения стабильности частоты зачастую рекомендуется уменьшать напряжение на коллекторе транзистора, поскольку это снижает влияние изменения параметров транзистора на частоту генерации.

Определение коэффициента обратной связи (K_ос):
Для LC-автогенераторов с автотрансформаторной связью коэффициент обратной связи определяется соотношением индуктивностей: K_ос = L_ос / L_к, где L_ос — индуктивность цепи обратной связи, L_к — общая индуктивность контура. В случае емкостной трехточки, он зависит от соотношения емкостей: K_ос = C₁ / C₂.

Расчет колебательного контура:
Частота генерируемых колебаний (f_г) в LC-контуре определяется формулой Томсона:

fг = 1 / (2π√(LкC0))

где L_к — индуктивность катушки контура, C₀ — полная емкость контура.
Расчет обычно начинается с задания волнового сопротивления контура (ρ), которое может быть выбрано из типовых значений или рассчитано исходя из требуемой добротности. Зная рабочую частоту, можно определить необходимые значения индуктивности L_к и емкости C₀:

Lк = ρ / (2πfг)
C0 = 1 / (2πfгρ)

Схема Клаппа является одним из эффективных способов повышения стабильности частоты в LC-генераторах с емкостной трехточкой. В этой схеме последовательно с контурной индуктивностью включается дополнительный конденсатор C₃. Это приводит к уменьшению коэффициента включения контура, что позволяет использовать контуры с более высокой добротностью Q, а также снижает влияние входной емкости транзистора на частоту генерации. Для схемы емкостной трехточки (например, Колпитца), значения контурных конденсаторов C₁ и C₂ определяются с учетом коэффициента обратной связи K_ос и общей емкости контура C₀:

C1 = C0(1 + Kос) / Kос
C2 = C0(1 + Kос)

Расчет цепей базового питания транзисторного автогенератора имеет свои особенности. Необходимо обеспечить стабильный режим работы транзистора по постоянному току, не влияя при этом на переменный ток в цепи обратной связи. Это достигается использованием развязывающих резисторов и конденсаторов.

Методика расчета RC-генераторов:
Для RC-генераторов, таких как генератор с мостом Вина, частота генерации (f_г) определяется из условия баланса фаз, когда мнимая часть знаменателя передаточной функции цепи обратной связи равна нулю. Для моста Вина, где R и C — значения резисторов и конденсаторов, образующих мост, частота генерации вычисляется по формуле:

fг = 1 / (2πRC)

Обеспечение стабильности и качества сигнала:
Для обеспечения синусоидальности выходного сигнала генератор должен генерировать сигнал только одной частоты. Это достигается тем, что коэффициенты усиления (K) или коэффициенты передачи цепи обратной связи (β) делают частотно-зависимыми, то есть контур должен иметь высокую добротность, чтобы подавлять гармоники [8].

Высокая стабильность частоты является критически важным требованием. На нее влияют множество факторов:

• Температура: Изменение температуры приводит к изменению параметров активных элементов и номиналов пассивных компонентов (индуктивностей, емкостей).
• Напряжение питания: Колебания напряжения питания могут смещать рабочую точку транзистора, что влияет на его входные и выходные емкости, а значит, и на частоту.
• Механические вибрации: Могут вызывать изменение геометрических размеров элементов контура, особенно катушек индуктивности.
• Шумы активных элементов: Особенно фликерный шум (1/f шум), который модулирует несущую частоту, приводя к фазовым шумам.

Для достижения высокой стабильности частоты используются:

• Высокодобротные колебательные контуры: Чем выше добротность Q, тем уже полоса пропускания контура, и тем меньше он «реагирует» на изменения параметров активного элемента.
• Кварцевые резонаторы: Обладают исключительно высокой добротностью (до 10⁵-10⁶) и стабильностью температуры, что делает их незаменимыми в прецизионных генераторах опорной частоты [9].
• Термостабилизация: Размещение генератора в термостатированной камере.
• Стабилизация напряжения питания: Использование высококачественных стабилизаторов.

Особенности СВЧ-автогенераторов:
В сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне классические LC-контуры с сосредоточенными параметрами становятся неэффективными из-за паразитных емкостей и индуктивностей. Здесь используются резонаторы на основе отрезков линий передачи (микрополосковых, коаксиальных), объемных резонаторов. Методика расчета СВЧ-автогенераторов существенно отличается и часто использует аппарат S-параметров транзистора. Условие самовозбуждения формулируется через комплексные коэффициенты отражения нагрузки активного компонента (АК) и параметры внешней обратной связи, что позволяет оптимизировать генератор для заданной частоты и максимальной выходной мощности [13]. Одним из важнейших показателей качества СВЧ-автогенераторов является уровень фазового шума. Его снижение достигается использованием активных приборов с низким уровнем фликерных шумов (например, GaAs FET или HEMT транзисторов) и высокодобротных резонаторов [14, 23].

Нелинейные преобразователи: Анализ работы и расчет спектра

Мир радиотехники полон преобразований, и одно из самых частых — изменение частоты сигнала. Именно здесь на сцену выходят нелинейные преобразователи, известные также как смесители, которые играют ключевую роль в любом радиопередающем или радиоприемном тракте. Понимание их работы критически важно для эффективной модуляции и демодуляции сигналов.

Назначение и классификация нелинейных преобразователей

Преобразователь частоты (смеситель) – это устройство, основное назначение которого заключается в переносе спектра модулированного сигнала из одной частотной области в другую. Например, в приемнике он переносит высокочастотный сигнал с антенны на промежуточную частоту, где его удобнее усиливать и обрабатывать. В передатчике он может переносить спектр модулированного сигнала поднесущей частоты в область рабочих частот передатчика.

Основу смесителя составляет нелинейный элемент, способный порождать комбинационные частоты при воздействии на него двух или более сигналов. В качестве таких элементов могут выступать диоды (кремниевые, арсенид-галлиевые, диоды Шоттки), транзисторы (биполярные, полевые) или варакторы. Помимо нелинейного элемента, смесители включают полосовые фильтры, которые выделяют нужную комбинационную частоту и подавляют нежелательные продукты преобразования. Для СВЧ-диапазона смесители могут дополнительно содержать ферритовые вентили и циркуляторы, обеспечивающие развязку портов и направленность передачи энергии.

Варакторы (переменные емкостные диоды) особенно ценны в высокоэффективных СВЧ-смесителях, так как их нелинейная емкость позволяет достигать параметрического усиления или преобразования частоты с низкими потерями. Часто применяются балансные схемы на двух диодах, которые позволяют эффективно подавлять несущую частоту гетеродина и входного сигнала, улучшая чистоту выходного спектра и снижая требования к фильтрации [2]. При энергетическом расчете смесителя выбор параметрического режима работы является оптимальным, поскольку он обеспечивает более чистый спектр выходных колебаний и, в некоторых случаях, даже усиление сигнала за счет использования переменной реактивности. Выбор конкретного варактора осуществляется по его критически важным параметрам:

• Предельная частота: Максимальная частота, на которой диод сохраняет свои варакторные свойства.
• Емкость: C₀ (суммарная емкость диода при обратном смещении), C_min (минимальная емкость перехода).
• Сопротивление потерь (r_s): Чем ниже, тем лучше эффективность.
• Допустимое обратное напряжение (U_доп): Максимальное напряжение, которое диод может выдержать без пробоя.
• Допустимая рассеиваемая мощность (P_доп): Максимальная мощность, которую диод может рассеять без перегрева.

Методики расчета спектра колебаний нелинейных преобразователей

Анализ работы нелинейных преобразователей сводится к определению спектра тока или напряжения на их выходе при воздействии входных сигналов. Поскольку характеристика нелинейного элемента не описывается линейным уравнением, для ее анализа используются специальные математические методы.

Один из наиболее распространенных методов — аппроксимация характеристики нелинейного элемента полиномом n-ой степени [23]. Этот метод предполагает, что зависимость выходного тока (I) от входного напряжения (U) может быть представлена в виде ряда Маклорена или Тейлора:

I = a0 + a1U + a2U2 + ... + anUn

где a₀, a₁, …, a_n — коэффициенты полинома, определяемые по статической характеристике нелинейного элемента.
Если на вход подается сигнал вида U = U₁cos(ω₁t) + U₂cos(ω₂t), то, подставляя это выражение в полином и используя тригонометрические формулы кратного аргумента и произведения косинусов, можно разложить выходной ток на составляющие различных частот:

cos²(x) = (1 + cos(2x)) / 2
cos(x)cos(y) = (cos(x-y) + cos(x+y)) / 2

Таким образом, появляются не только гармоники каждого из входных сигналов (ω₁, 2ω₁, 3ω₁, …, ω₂, 2ω₂, 3ω₂, …), но и комбинационные частоты вида mω₁ ± nω₂, где m и n — целые числа. Например, в простейшем случае (n=2), член a₂U² даст:

a2(U1cos(ω1t) + U2cos(ω2t))² = a2[U1²cos²(ω1t) + U2²cos²(ω2t) + 2U1U2cos(ω1t)cos(ω2t)]
= a2[U1²(1+cos(2ω1t))/2 + U2²(1+cos(2ω2t))/2 + U1U2(cos((ω1-ω2)t) + cos((ω1+ω2)t))]

Из этого видно, что возникают постоянные составляющие, вторые гармоники и, что наиболее важно для смесителей, суммарные и разностные частоты (ω₁ ± ω₂).

Другой, более мощный и универсальный метод для анализа нелинейных радиотехнических цепей, особенно при сложных воздействиях или анализе переходных процессов, основан на аппарате функциональных рядов Вольтерра. Этот метод позволяет находить отклик системы в аналитическом виде и значительно упрощает расчет как переходных процессов, так и установившихся режимов [9]. Он представляет собой обобщение классического преобразования Фурье и позволяет описывать нелинейные цепи как «память», учитывая их отклик на прошлые воздействия.

При проектировании транзисторных СВЧ-смесителей компьютерное моделирование играет ключевую роль. Оно показывает, что коэффициент передачи мощности такого смесителя значительно зависит от импеданса входной цепи в точках подключения транзистора не только на частоте гетеродина, но и на промежуточной частоте. Оптимальное согласование на всех этих частотах позволяет максимизировать эффективность преобразования и минимизировать потери.

Оценка и минимизация нелинейных искажений

Нелинейные преобразования, помимо желаемого переноса спектра, всегда порождают нежелательные гармоники и комбинационные частоты, которые называют нелинейными искажениями (НИ). Количественная оценка НИ производится с помощью двух основных показателей [30]:

• Коэффициент гармоник (k_Г): Характеризует степень искажения формы синусоидального сигнала за счет появления высших гармоник. Рассчитывается как отношение среднеквадратического значения суммы амплитуд всех высших гармоник к амплитуде первой (основной) гармоники.

kГ = √(U2² + U3² + ... + Un²) / U1

где U₁ — амплитуда первой гармоники, а U₂, U₃, …, U_n — амплитуды второй, третьей и последующих гармоник соответственно.

• Коэффициент нелинейных искажений (k_НИ): Это более общий показатель, который учитывает не только гармоники, но и другие продукты нелинейного взаимодействия. Для простых случаев синусоидального сигнала он часто совпадает с коэффициентом гармоник.

kНИ = √(U2² + U3² + ... + Un²) / U1

Важно отметить, что при малых значениях k_НИ (обычно ≤ 0.1 или 10%) можно считать, что k_НИ ≈ k_Г [30].

Минимизация нелинейных искажений достигается за счет:

• Выбора нелинейного элемента с наиболее линейной характеристикой в рабочем диапазоне.
• Оптимизации режима работы нелинейного элемента.
• Использования балансных схем, которые за счет симметрии подавляют четные или нечетные гармоники.
• Применения фильтров на выходе смесителя для подавления нежелательных спектральных составляющих.

Электрические фильтры: Типы, расчет и проектирование

В плотном частотном спектре, где сигналы различных служб и каналов тесно соседствуют, электрические фильтры выступают в роли избирательного стража, пропускающего только нужную информацию и отсекающего все лишнее. Их значение в аппаратуре связи трудно переоценить, ведь именно они обеспечивают чистоту и надежность передачи данных, а также влияют на стоимость, вес, габариты и надежность [24, 28].

Назначение и классификация электрических фильтров

Электрические фильтры – это четырехполюсники, спроектированные для пропускания токов одних частот с минимальным затуханием (это называется полосой пропускания) и максимального задерживания токов других частот с большим затуханием (это полоса задерживания). Они являются краеугольным камнем любой радиоэлектронной аппаратуры, определяя ее спектральную избирательность, помехоустойчивость. Основная функция фильтров — формирование электрических сигналов с заданными спектральными свойствами и выделение определенной области частот.

Классификация фильтров по виду амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) [28, 32]:

• Фильтры нижних частот (ФНЧ): Пропускают частоты от нуля до некоторой граничной частоты (f_гр) и задерживают все частоты выше f_гр. Применяются для подавления высокочастотных шумов, выделения полезной составляющей сигнала.
• Фильтры верхних частот (ФВЧ): Пропускают частоты выше f_гр и задерживают частоты ниже f_гр. Используются для подавления низкочастотных помех, выделения высокочастотных сигналов.
• Полосовые фильтры (ПФ): Имеют две граничные частоты (f_НП и f_ВП) и пропускают только те частоты, которые находятся между ними, задерживая все, что вне этого диапазона. Это наиболее распространенный тип фильтров в аппаратуре связи, предназначенный для выделения рабочей полосы частот (приемной и передающей) и подавления соседних каналов и паразитных сигналов [23].
• Заграждающие (режекторные) фильтры: Наоборот, задерживают сигналы в определенной узкой полосе частот, пропуская все остальные. Применяются для подавления конкретной мешающей частоты.

Классификация по назначению в многоканальной аппаратуре:

• Канальные фильтры: Выделяют сигналы одного канала из многоканального потока.
• Линейные фильтры: Работают на общих линиях связи, формируя общий спектр.
• Направляющие фильтры: Разделяют сигналы по направлениям передачи.
• Вспомогательные фильтры: Выполняют различные сервисные функции.

Классификация по типу реализации:

• Пассивные фильтры: Строятся исключительно на пассивных элементах — индуктивностях (L), емкостях (C) и резисторах (R).
  • LC-фильтры: Обладают высокой добротностью, крутыми скатами АЧХ, но могут быть громоздкими и дорогими на низких частотах из-за размеров индуктивностей. Широко применяются в ВЧ и СВЧ диапазонах.
  • RC-фильтры: Просты в реализации, особенно на низких частотах, легко интегрируются, но имеют пологие скаты АЧХ и вносят затухание в полосе пропускания.
• Активные фильтры: Содержат RC-цепи и активные элементы, такие как транзисторы или операционные усилители.
  • Активные RC-фильтры: Не требуют индуктивностей, что делает их идеальными для интегрального исполнения. Могут обеспечивать усиление сигнала в полосе пропускания. Однако, как правило, не всегда обеспечивают такое же хорошее разделение полосы пропускания и полосы задерживания, как LC-фильтры, и могут иметь большие неравномерности передаточной характеристики [29].

Методики расчета и проектирования электрических фильтров

Расчет фильтров – это всегда компромисс между требуемыми частотными характеристиками, сложностью реализации и стоимостью.

Расчет активных RC-фильтров:
Методика расчета активных RC-фильтров начинается с определения граничной частоты фильтра, его типа (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, режекторный) и порядка. Порядок фильтра определяет крутизну спада АЧХ (количество дБ/октаву на один порядок). Часто используются стандартные аппроксимации АЧХ:

• Фильтры Баттерворта: Имеют максимально плоскую АЧХ в полосе пропускания (отсутствие пульсаций), но относительно пологий спад.
• Фильтры Чебышева: Обладают более крутым спадом АЧХ по сравнению с Баттервортом того же порядка, но имеют пульсации (неравномерность) в полосе пропускания.
• Фильтры Бесселя: Обеспечивают лучшую фазовую характеристику (постоянную групповую задержку), что важно для сохранения формы импульсных сигналов, но имеют более пологий спад АЧХ.

Расчет также учитывает требуемый коэффициент усиления фильтра, если он активный.

Схема Саллена-Ки является одной из наиболее популярных топологий для реализации активных фильтров второго порядка. Она позволяет реализовать большую крутизну спада АЧХ, чем простые RC-цепочки, и достаточно проста в настройке [31].

Проектирование полосовых фильтров с симметричной АЧХ:
Для создания полосовых фильтров с симметричной АЧХ, особенно полиномиального типа (Баттерворта, Чебышева), часто используется подход каскадного соединения развязанных резонансных звеньев [22]. Каждое звено представляет собой отдельный резонатор (например, LC-контур или резонатор на линиях передачи), которые электрически развязаны друг от друга, чтобы их взаимодействие не искажало общую АЧХ. Для узкополосных фильтров (если отношение f_ВП / f_НП < 5), это является оптимальной реализацией, обеспечивающей высокую избирательность.

Параметры АЧХ полосового фильтра:
Для описания требуемых характеристик полосового фильтра используются следующие параметры:

• Нижняя (ω_НП) и верхняя (ω_ВП) границы полосы пропускания.
• Допустимая неравномерность в полосе пропускания (λ, обычно в дБ).
• Границы зон задерживания (ω_НЗ, ω_ВЗ), где сигнал должен быть максимально ослаблен.
• Средняя частота полосы пропускания (ω₀ = √(ω_НПω_ВП)).
• Значения коэффициента передачи в зонах задерживания (K_НЗ, K_ВЗ), которые характеризуют степень подавления нежелательных сигналов.

Применение фильтров в СВЧ-диапазоне:
В СВЧ-аппаратуре, особенно при работе с однополосными сигналами, для подавления несущей частоты используются балансные модуляторы. После этого нерабочая боковая полоса подавляется с помощью высокоизбирательных фильтров. Примером могут служить электромеханические фильтры (ЭМФ), которые обеспечивают чрезвычайно высокую крутизну скатов АЧХ при относительно небольших габаритах, но работают в ограниченном частотном диапазоне (до нескольких сотен килогерц).

Современные тенденции в разработке фильтров

Развитие технологий связи, таких как LTE и 5G, предъявляет к фильтрам все более жесткие требования по избирательности, компактности и устойчивости к внешним воздействиям. В этой связи активно ведутся разработки:

• Квазиэллиптических полосовых фильтров на воздушных коаксиальных резонаторах. Эти фильтры демонстрируют высокую избирательность и устойчивость к температурным воздействиям, что критически важно для мачтового оборудования базовых станций. Например, такие фильтры разрабатываются для LTE-диапазона (2170–2200 МГц) с высокой степенью подавления сигналов соседних 3G-диапазонов [34, 38]. Они обеспечивают низкий уровень потерь в узкой полосе пропускания и стабильные эксплуатационные характеристики, что делает их незаменимыми для современных систем связи.

Эти достижения в области фильтростроения позволяют создавать все более эффективные и компактные телекоммуникационные системы, способные работать в сложных условиях с минимальными помехами и максимальной производительностью.

Выходные усилители мощности: Проектирование и расчет

Выходной усилитель мощности (УМ) — это мускулы любой передающей системы. Его задача — придать сигналу достаточную энергию, чтобы он мог преодолеть большие расстояния и быть надежно принят адресатом. Однако эта задача сопряжена с целым рядом компромиссов, требующих глубокого инженерного подхода.

Назначение, требования и схемотехника УМ

Назначение выходных усилителей мощности (УМ): Основная цель УМ — обеспечить максимальную выходную мощность, подаваемую в нагрузку (например, антенну), при сохранении высокого коэффициента полезного действия (КПД) и достаточного коэффициента усиления в заданной полосе рабочих частот [25].

Требования к УМ:

• Высокая выходная мощность: Для эффективной передачи сигнала.
• Минимальные нелинейные искажения: Чтобы сигнал не терял свою информативность.
• Высокий КПД: Для экономии энергии, уменьшения тепловыделения и увеличения срока службы.

Однако эти требования часто вступают в противоречие. Например, при повышении КПД, как правило, возрастают нелинейные искажения сигнала, и наоборот. Задача инженера — найти оптимальный баланс для конкретного применения.

Схемотехника выходных каскадов транзисторных усилителей мощности:
В большинстве случаев УМ строятся на биполярных (БТ) или полевых транзисторах (ПТ). Наиболее распространенной является двухтактная схема [18, 19, 20], где два транзистора работают поочередно, усиливая разные полупериоды сигнала. Это позволяет добиться высокого КПД и снизить четные гармоники. Однотактные УМ используются реже, в основном для маломощных применений или там, где важна простота схемы, но они страдают более высоким уровнем искажений и низким КПД.

Классы работы усилителей мощности

Режим работы усилительного элемента, или класс работы, определяется положением рабочей точки на статических характеристиках транзистора и углом отсечки коллекторного тока (долей периода, в течение которой транзистор открыт). От класса работы напрямую зависят коэффициент усиления, уровень нелинейных искажений и, что особенно важно для УМ, КПД [27, 35, 36, 37].

• Класс A: Рабочая точка устанавливается в середине линейного участка характеристики транзистора. Транзистор открыт на протяжении всего периода сигнала (угол отсечки 360°).
  • Характеристики: Высокая точность воспроизведения сигнала, низкие нелинейные искажения.
  • Недостатки: Очень низкий КПД (теоретически не более 25% для резистивной нагрузки, до 50% для реактивной), значительное тепловыделение, что требует больших радиаторов.
  • Применение: Высококачественная звуковоспроизводящая аппаратура, маломощные каскады, где критична линейность.
• Класс B: Рабочая точка устанавливается в начале линейного участка характеристики (на пороге отсечки). Каждый транзистор (в двухтактной схеме) проводит только половину периода сигнала (угол отсечки 180°).
  • Характеристики: КПД существенно выше, чем у класса A (теоретически до 78,5%) [35].
  • Недостатки: Возникают так называемые кроссоверные искажения (искажения типа «ступенька») в точках перехода сигнала через ноль, когда один транзистор закрывается, а другой открывается.
  • Применение: Часто используется в двухтактных схемах, где требуется высокий КПД, а кроссоверные искажения минимизируются другими методами.
• Класс AB: Комбинация классов A и B. Рабочая точка смещена чуть выше порога отсечки (угол отсечки немного больше 180°, но меньше 360°).
  • Характеристики: Это наиболее распространенный класс в современных УМ, так как он предлагает оптимальный баланс между высоким КПД (около 50-60%) [35] и приемлемым уровнем искажений. Небольшое смещение позволяет избежать кроссоверных искажений класса B, сохраняя при этом достаточно высокий КПД по сравнению с классом A.
  • Применение: Широко используется в аудиоусилителях, передатчиках, где требуется хороший компромисс между эффективностью и качеством сигнала.
• Класс C: Рабочая точка устанавливается ниже начала линейного участка (угол отсечки значительно меньше 180°). Транзистор открыт лишь на короткие промежутки времени.
  • Характеристики: Очень высокая нелинейность, но самый высокий КПД среди аналоговых классов (теоретически до 100%, практически 80-90%).
  • Недостатки: Непригоден для усиления широкополосных сигналов или сигналов с амплитудной модуляцией из-за высоких искажений.
  • Применение: Исключительно для усиления частотно-модулированных (ЧМ) сигналов, где амплитуда не несет информации, а также в генераторах.
• Класс D: Принципиально отличается от предыдущих, работая в ключевом режиме. Транзисторы функционируют как переключатели (открыт/закрыт). Входной аналоговый сигнал преобразуется в последовательность импульсов, которые затем усиливаются, а на выходе с помощью фильтра восстанавливается аналоговый сигнал.
  • Характеристики: Очень высокая эффективность (до 90% и выше) [35, 37], компактность, низкое тепловыделение.
  • Применение: Широко используется в профессиональной и портативной аудиотехнике, источниках питания, импульсных модуляторах.
• Классы E и F: Это также ключевые режимы работы, разработанные специально для СВЧ УМ с целью достижения максимально высокого КПД. Они основаны на формировании напряжения и тока на гармониках, что позволяет минимизировать потери энергии на активном элементе.
  • Характеристики: КПД может достигать 80-90% в ВЧ-диапазоне [35].
  • Применение: СВЧ-передатчики, высокоэффективные генераторы.

Методики расчета и согласования УМ

Расчет оптимального сопротивления нагрузки (R_н.опт): Для мощного транзистора, работающего в усилительном режиме, существует оптимальное сопротивление нагрузки, при котором он отдает максимальную мощность. Это сопротивление обычно составляет единицы Ом. Его можно найти по формуле:

Rн.опт = (Eп - Uнас)² / (2 ⋅ Pвых.max)

где E_п — рекомендуемое напряжение источника питания, U_нас — напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора (или сток-исток для ПТ), P_вых.max — максимальное значение требуемой выходной мощности.

Согласование выходного сопротивления с нагрузкой: Выходное сопротивление транзисторного каскада (единицы Ом) значительно отличается от стандартных сопротивлений нагрузок (например, антенно-волноводного тракта 50 или 75 Ом). Для согласования применяются:

• П-контуры (пи-фильтры): Часто используемые в ВЧ-диапазоне, они не только согласуют сопротивления, но и обеспечивают эффективное подавление высших гармоник, что улучшает чистоту выходного сигнала.
• Трансформаторы сопротивлений: Могут быть выполнены в виде отрезков линий передачи или как фильтры нижних частот (ФНЧ), что позволяет одновременно согласовывать сопротивления и фильтровать нежелательные гармоники.

Формирование амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) УМ осуществляется с помощью корректирующих цепей (КЦ), устанавливаемых между выходными каскадами или на входе УМ. Эти цепи позволяют выравнивать АЧХ в заданном рабочем диапазоне частот. Стабилизаторы напряжения базового смещения используются для стабилизации угла отсечки транзисторов и линеаризации начального участка амплитудной характеристики усилителя, что снижает нелинейные искажения.

Особенности проектирования СВЧ УМ:
В СВЧ-диапазоне для проектирования УМ активно используются S-параметры транзистора, измеренные в рабочей точке. Они позволяют точно характеризовать поведение транзистора на высоких частотах. Также крайне важны шумовые параметры для достижения оптимального коэффициента шума (NF) и коэффициента усиления по мощности (G_anopt). Максимальная выходная мощность усилителей класса A (P1dB) обычно определяется как значение выходной мощности, при котором коэффициент передачи по мощности падает на 1 дБ относительно линейного режима. Этот параметр является одним из ключевых при выборе УМ.

Современная элементная база для УМ

Эволюция элементной базы постоянно расширяет возможности проектирования УМ, особенно в СВЧ-диапазоне. Революцию в этой области произвели транзисторы на нитриде галлия (GaN).

Преимущества GaN-транзисторов:
GaN-транзисторы обладают рядом существенных преимуществ перед традиционными кремниевыми (Si) или арсенид-галлиевыми (GaAs) транзисторами [39, 40, 41, 42, 43]:

• Высокая удельная выходная мощность: В промышленных образцах GaN-транзисторы могут обеспечивать 3-10 Вт/мм ширины затвора, а в лабораторных условиях достигают 30 Вт/мм. Это на порядок превышает показатели GaAs-транзисторов. Такая высокая удельная мощность позволяет создавать более компактные и мощные усилители.
• Высокие пробивные напряжения: 100-300 В, при рабочем напряжении стока до 50-100 В. Это позволяет УМ работать с большими напряжениями, что напрямую влияет на выходную мощность.
• Высокая подвижность электронов: Около 1500 см²/В·с, что способствует более быстрому переключению и работе на высоких частотах.
• Высокая теплопроводность: GaN обладает значительно лучшей теплопроводностью, чем GaAs, что критически важно для мощных устройств, поскольку позволяет эффективно отводить тепло и предотвращать перегрев.
• Высокая радиационная стойкость: Важно для применения в космической технике и других условиях с повышенным радиационным фоном.

Эти уникальные характеристики GaN-транзисторов позволяют существенно улучшать параметры СВЧ усилителей мощности: увеличивать коэффициент усиления, повышать выходную мощность и расширять диапазон рабочих частот до C, X, K_u диапазонов (3-18 ГГц), что открывает новые горизонты для систем связи, радиолокации и других высокочастотных применений.

Разработка принципиальных схем, выбор элементной базы и программные средства моделирования

Проектирование аппаратуры связи – это сложный и многогранный процесс, который начинается с идеи и заканчивается готовым устройством. На каждом этапе, от эскиза принципиальной схемы до оптимизации топологии печатной платы, инженеру приходится принимать множество решений, ключевыми из которых являются выбор элементной базы и использование современных средств автоматизированного проектирования.

Критерии выбора элементной базы

Разработка принципиальных схем узлов аппаратуры связи тесно связана с оптимальным выбором электрорадиоэлементов (ЭРЭ). От этого выбора зависит не только работоспособность, но и надежность, эффективность и экономичность будущего устройства [29]. Критерии выбора ЭРЭ можно систематизировать следующим образом:

1. Технологические и эксплуатационные характеристики:
   • Рабочая температура: Элемент должен сохранять свои параметры в заданном диапазоне температур.
   • Влажность, давление: Устойчивость к внешним климатическим факторам.
   • Механические нагрузки: Вибрации, удары, ускорения.
   • Рабочий ресурс и долговечность: Срок службы элемента в заданных условиях.
2. Электрические параметры:
   • Номинальное значение: Сопротивление, емкость, индуктивность, напряжение, ток.
   • Допуск: Разброс фактических значений от номинальных.
   • Температурный коэффициент сопротивления (ТКС), емкости (ТКЕ): Как параметры изменяются с температурой.
   • Максимально допустимые значения: Напряжение, ток, мощность, частота.
   • Собственные шумы: Влияние на общую шумовую картину устройства.
3. Показатели надежности: Вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, среднее время наработки на отказ. Эти параметры критичны для ответственной аппаратуры.
4. Конструкция и способ монтажа:
   • Тип корпуса: DIP, SOIC, QFP, BGA для интегральных схем; выводные или SMD для дискретных компонентов.
   • Способ монтажа: Навесной, печатный (поверхностный или в отверстия), в зависимости от требований к плотности монтажа и ремонтопригодности.
5. Габаритные размеры и масса: Особенно важны для миниатюрных и портативных устройств, а также для космической техники.
6. Экономические факторы: Стоимость элемента, доступность, сроки поставки.
7. Соответствие стандартам: ГОСТы, IEC, MIL-STD и другие, в зависимости от области применения.

Современная элементная база и тенденции развития

Современная элементная база претерпела колоссальные изменения и продолжает активно развиваться. Она представлена широким спектром компонентов [30, 33]:

• Активные и пассивные дискретные электрорадиоэлементы: Отдельные резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды, транзисторы.
• Функциональные устройства: Например, операционные усилители, стабилизаторы напряжения, аналоговые мультиплексоры, которые выполняют более сложные функции, чем дискретные элементы.
• Интегральные схемы (ИС): Микросхемы, объединяющие множество транзисторов и других элементов на одном кристалле.
• Большие интегральные схемы (БИС) и Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС): Содержат от десятков тысяч до миллиардов транзисторов.
• Микропроцессоры: Сложные программируемые СБИС, выполняющие функции обработки данных.

Основные тенденции развития элементной базы:

1. Миниатюризация аппаратуры: Постоянное уменьшение размеров компонентов и устройств, что позволяет создавать более компактную и портативную технику.
2. Переход от дискретных ЭРЭ к интегральным схемам (ИС): Интеграция все большего числа функций на одном кристалле. Это значительно улучшает надежность (меньше паяных соединений), уменьшает размеры и массу, а также снижает энергопотребление.
3. Увеличение степени интеграции: От БИС к СБИС и даже Сверхсверхбольшим интегральным схемам (ССБИС).
4. Повышение производительности: За счет увеличения тактовых частот, уменьшения задержек, оптимизации архитектур.
5. Развитие специализированных ИС (ASIC) и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС): Позволяют создавать индивидуальные решения для конкретных задач, сокращая время разработки.
6. Использование новых материалов: Например, GaN и SiC в мощной и высокочастотной электронике, что мы видели на примере УМ.

Системы автоматизированного проектирования (САПР)

В условиях возрастающей сложности радиоэлектронной аппаратуры, ручное проектирование становится неэффективным и трудоемким. На помощь приходят Системы автоматизированного проектирования (САПР) – это комплекс программных и аппаратных средств, предназначенных для автоматизации всех этапов разработки радиоэлектронных средств (РЭС) [44].

Основное назначение САПР:

• Значительное сокращение сроков проектирования.
• Повышение качества и надежности разрабатываемых устройств.
• Снижение стоимости разработки за счет уменьшения количества ошибок и итераций.
• Имитационное моделирование систем в условиях, максимально близких к реальным.
• Реализация интерактивного режима проектирования, позволяющего инженеру вносить изменения и сразу видеть их влияние на характеристики устройства.

Ключевая функциональность САПР:

• Разработка и отладка электронных схем: Графические редакторы схем, библиотеки компонентов, средства верификации электрических правил (ERC).
• Проектирование печатных плат (ПП): Размещение компонентов, трассировка проводников, проверка проектных норм (DRC), генерация файлов для производства ПП.
• Моделирование и анализ схем:
  • Схемотехническое моделирование (SPICE): Анализ постоянного и переменного тока, переходных процессов, шумов, гармонических искажений.
  • Электромагнитное моделирование (ЕМ-моделирование): Анализ высокочастотных и СВЧ-устройств, учет паразитных связей и излучения.
  • Тепловое моделирование: Анализ температурных режимов компонентов и ПП.
• Оптимизация схем: Автоматический подбор параметров компонентов для достижения заданных характеристик.
• Управление проектами и данными: Ведение баз данных компонентов, версионный контроль.

Примеры САПР:
Среди множества САПР можно выделить как зарубежные, так и отечественные разработки:

• Зарубежные системы:
  • Keysight ADS (Advanced Design System): Мощная САПР для ВЧ, СВЧ и миллиметрового диапазона, объединяющая схемотехническое и электромагнитное моделирование.
  • AWR Microwave Office: Еще одна ведущая платформа для проектирования СВЧ-устройств.
  • CST Studio Suite и ANSYS HFSS: Специализированные пакеты для 3D электромагнитного моделирования.
• Российские САПР:
  • САПР «ГАММА»: Отечественная CAE-платформа, разработанная для проектирования СВЧ-электроники [34, 45, 46]. Она является полноценной альтернативой зарубежным аналогам и обладает впечатляющими возможностями:
    • Широкий диапазон частот: Поддерживает полноволновые EM-решатели (МКЭ/МКР) для работы от единиц мегагерц (МГц) до сотен гигагерц (ГГц) в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.
    • Параметрическая оптимизация и анализ влияния параметров: Позволяет быстро находить оптимальные решения и оценивать чувствительность схемы к изменениям компонентов.
    • Поддержка импорта печатных плат: Совместима с форматами ODB++ и DXF, а также с популярными 2D/3D форматами, такими как Pro-E / РТС Creo, ACIS SAT, STEP, IGES, STL, что обеспечивает интеграцию с другими CAD-системами.
  • «Парус» и «Поиск-Д»: Другие российские САПР, ориентированные на различные аспекты проектирования РЭС.

Применение САПР значительно ускоряет и упрощает процесс разработки, позволяет инженерам сосредоточиться на творческих аспектах проектирования, а не на рутинных расчетах, и обеспечивает высокую надежность и конкурентоспособность разрабатываемой аппаратуры.

Заключение

Проектирование и расчет компонентов телекоммуникационного оборудования — это междисциплинарная область, требующая глубоких теоретических знаний и практических навыков. В рамках данной работы мы рассмотрели фундаментальные принципы функционирования, классификацию и методики расчета ключевых узлов современной аппаратуры связи: автогенераторов, нелинейных преобразователей, электрических фильтров и выходных усилителей мощности.

Мы детально изучили критерии Баркгаузена для автогенераторов, углубились в особенности их расчета для различных частотных диапазонов и методов обеспечения стабильности. Анализ нелинейных преобразователей показал сложность расчета спектра выходных сигналов, требующую применения полиномиальных аппроксимаций и функциональных рядов Вольтерра. При проектировании электрических фильтров мы ознакомились с их разнообразием, от классических LC— и RC-схем до современных квазиэллиптических фильтров для LTE-диапазонов, подчеркнув их критическую роль в формировании заданных частотных характеристик. Наконец, в разделе об усилителях мощности был проведен сравнительный анализ различных классов работы, рассмотрены методики расчета согласования и особо отм��чена роль GaN-транзисторов как перспективной элементной базы для СВЧ-усилителей.

Комплексный подход к разработке принципиальных схем включает строгий выбор элементной базы, учитывающий как электрические, так и эксплуатационные характеристики. Современные тенденции в миниатюризации и интеграции компонентов диктуют необходимость широкого применения систем автоматизированного проектирования (САПР). Инструменты, такие как российская САПР «ГАММА», предоставляют инженерам мощные средства для моделирования, оптимизации и верификации проектов, значительно ускоряя цикл разработки и повышая качество конечного продукта.

Полученные знания и методики являются прочной основой для студентов и инженеров, позволяя им не только понимать принципы работы радиотехнических устройств, но и эффективно решать актуальные задачи по созданию нового поколения телекоммуникационного оборудования.

Список использованной литературы

Приложения (Примерные расчеты и схемы)

Список использованной литературы

1. Расчет простых схем транзисторных автогенераторов. URL: https://studfile.net/preview/5713840/page:2/ (дата обращения: 25.10.2025).
2. Расчет транзисторного LC-автогенератора. URL: https://techstages.ru/articles/raschet-tranzistornogo-lc-avtogeneratora.html (дата обращения: 25.10.2025).
3. Основы расчета транзисторного автогенератора. URL: https://techstages.ru/articles/raschet-tranzistornogo-avtogeneratora.html (дата обращения: 25.10.2025).
4. Высокостабильный LC-генератор. URL: http://www.radiolamp.ru/shem/rgener/23.php (дата обращения: 25.10.2025).
5. Расчет автогенератора. URL: https://studfile.net/preview/7994858/page:5/ (дата обращения: 25.10.2025).
6. Транзисторный смеситель СВЧ с повышенным коэффициентом передачи мощности. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tranzistornyy-smesitel-svch-s-povyshennym-koeffitsientom-peredachi-moschnosti (дата обращения: 25.10.2025).
7. Автогенераторы. URL: https://www.sites.google.com/site/radioelectronica03/3-1-avtogeneratory (дата обращения: 25.10.2025).
8. Диссертация на тему «Метод анализа нелинейных радиотехнических цепей при сложных воздействиях, основанный на аппарате функциональных рядов Вольтерра». URL: https://www.dissercat.com/content/metod-analiza-nelineinykh-radiotekhnicheskikh-tsepei-pri-slozhnykh-vozdeistviyakh-osnovannyi-na-a (дата обращения: 25.10.2025).
9. LC – автогенераторы. URL: https://studfile.net/preview/5637256/ (дата обращения: 25.10.2025).
10. Расчёт автогенератора на транзисторе. URL: https://vrtp.ru/index.php?act=categories&cat=104 (дата обращения: 25.10.2025).
11. Lc-генераторы. URL: https://studfile.net/preview/4414349/ (дата обращения: 25.10.2025).
12. Расчет и проектирование смесителя проходного типа 18-26 ГГц. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/raschet-i-proektirovanie-smesitelya-prohodnogo-tipa-18-26-ggts (дата обращения: 25.10.2025).
13. Расчет смесителя. URL: https://studfile.net/preview/9595856/page:14/ (дата обращения: 25.10.2025).
14. Генераторы типа LC. URL: https://studfile.net/preview/10397554/ (дата обращения: 25.10.2025).
15. Стабилизация частоты LC-генераторов. URL: https://remont-aud.net/publ/ehlementy_radioshem/generatory/stabilizacija_chastoty_lc_generatorov/40-1-0-172 (дата обращения: 25.10.2025).
16. Нелинейные преобразования сигналов в радиотехнических цепях. URL: https://studfile.net/preview/6710776/ (дата обращения: 25.10.2025).
17. Схемотехника выходных каскадов усилителей мощности на транзисторах. URL: https://www.radioradar.net/radio_hobby/radio_technology/output_stages_transistor_power_amplifiers.html (дата обращения: 25.10.2025).
18. Схемотехника каскадов усилителя мощности. URL: https://vrtp.ru/index.php?act=categories&cat=104 (дата обращения: 25.10.2025).
19. Схемотехника транзисторных усилителей мощности. URL: https://vrtp.ru/index.php?act=categories&cat=104&article=4323 (дата обращения: 25.10.2025).
20. Расчёт активных фильтров. Онлайн калькулятор. URL: https://www.radioradar.net/radio_hobby/radio_technology/active_filter.html (дата обращения: 25.10.2025).
21. Выбор элементной базы. URL: https://studfile.net/preview/3639433/page:19/ (дата обращения: 25.10.2025).
22. Проектирование полосового фильтра. URL: https://studfile.net/preview/3807386/page:17/ (дата обращения: 25.10.2025).
23. Назначение электрических фильтров, их классификация и применение в аппаратуре связи (по схеме). URL: https://studfile.net/preview/3358043/page:13/ (дата обращения: 25.10.2025).
24. Расчет полосовых усилителей мощности УКВ диапазона. URL: https://qrz.ru/schemes/contribute/titov/pum-ukv.shtml (дата обращения: 25.10.2025).
25. Расчет активных RC-фильтров. URL: https://studfile.net/preview/10397554/page:24/ (дата обращения: 25.10.2025).
26. Режимы работы усилителей (классификация усилителей). URL: https://studfile.net/preview/4414349/page:23/ (дата обращения: 25.10.2025).
27. Классификация электрических фильтров. URL: https://studfile.net/preview/4688267/page:20/ (дата обращения: 25.10.2025).
28. Активные фильтры. URL: https://studfile.net/preview/5135272/ (дата обращения: 25.10.2025).
29. Выбор и обоснование элементной базы. URL: https://studfile.net/preview/5585097/page:10/ (дата обращения: 25.10.2025).
30. RC фильтр. Активные фильтры второго порядка. Схема Саллена-Ки. URL: https://easyelectronics.ru/rc-filtr-aktivnye-filtry-vtorogo-poryadka-sxema-sallena-ki.html (дата обращения: 25.10.2025).
31. Усилители мощности 5-10 и 50-100Вт. URL: https://ut2fw.ru/archive/power-amp-5-10-50-100w.htm (дата обращения: 25.10.2025).
32. Классификация фильтров по виду АЧХ. URL: https://studfile.net/preview/4688267/page:21/ (дата обращения: 25.10.2025).
33. Разработка СВЧ усилителей мощности класса А за один цикл проектирования, используя только S-параметры. URL: https://www.eurointech.ru/upload/iblock/c38/svch_usiliteli_moshchnosti.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
34. САПР «ГАММА»: российская альтернатива для проектирования СВЧ-электроники. URL: https://habr.com/ru/articles/831737/ (дата обращения: 25.10.2025).
35. Что такое классы усилителей мощности? URL: https://pop-music.ru/articles/chto-takoe-klassy-usiliteley-moshchnosti/ (дата обращения: 25.10.2025).
36. Обзор программного обеспечения САПР. URL: https://studfile.net/preview/16281864/page:2/ (дата обращения: 25.10.2025).
37. Классы усилителей мощности. URL: https://amy.ru/interesnoe/klassy-usiliteley-moschnosti.html (дата обращения: 25.10.2025).
38. Специфика элементной базы и современные тенденции в конструировании ЭС. URL: https://studfile.net/preview/5637256/page:16/ (дата обращения: 25.10.2025).
39. Разработка полосового квазиэллиптического фильтра на воздушных коаксиальных резонаторах для LTE диапазона частот. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_35703770_21612739.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
40. Проектирование усилителей СВЧ-мощности эффективность метода удаленной переменной нагрузки. URL: https://electronics.ru/files/273/149-152.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
41. Проектирование симметричных полосовых фильтров и развязанных резонансных звеньев. URL: https://www.kit-e.ru/articles/comp/2006_08_136.php (дата обращения: 25.10.2025).
42. Современная элементная база электронных устройств. URL: https://internet4elektrika.ru/sovremennaya-elementnaya-baza-elektronnyx-ustrojstv/ (дата обращения: 25.10.2025).
43. СВЧ компоненты | Принципы работы СВЧ фильтра. URL: https://radiolab.ru/s_v_ch/svch-filtryi (дата обращения: 25.10.2025).
44. Усилители мощности -> Расчет выходных цепей передатчика. URL: https://vrtp.ru/index.php?act=categories&cat=104&article=2674 (дата обращения: 25.10.2025).
45. Системы автоматизированного проектирования (САПР). URL: https://studfile.net/preview/16281864/page:5/ (дата обращения: 25.10.2025).
46. Проектирование ВЧ схем на микросхемах HMC414MS8G с использованием дешевых материалов для печатных плат. URL: https://www.kit-e.ru/articles/comp/2008_10_136.php (дата обращения: 25.10.2025).
47. Современная элементная база и тенденции ее развития. Понятие об элементах СВЧ и функциональной электроники. URL: https://studfile.net/preview/5637256/page:18/ (дата обращения: 25.10.2025).
48. Какие существуют классы усилителей мощности. URL: https://pop-music.ru/articles/kakie-suschestvuyut-klassy-usiliteley-moshchnosti/ (дата обращения: 25.10.2025).
49. Какой класс усилителя мощности вам следует использовать? URL: https://www.altium.com/ru/resources/engineer-resources/what-power-amplifier-class-should-you-use (дата обращения: 25.10.2025).
50. Электрические фильтры. URL: https://studfile.net/preview/5895744/ (дата обращения: 25.10.2025).
51. Усилители мощности любительских радиостанций. URL: https://ut2fw.ru/archive/power-amplifiers-for-radio-stations.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
52. Пример расчета усилителя мощности. URL: https://cxem.net/sound/amps/amp217.php (дата обращения: 25.10.2025).
53. СВЧ усилители мощности с высоким КПД на основе. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_28945802_31269389.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
54. Основы компьютерного проектирования РЭС. URL: https://studfile.net/preview/15006093/page:4/ (дата обращения: 25.10.2025).