Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты




 

В радиопередатчиках широко применяются резонансные усилители мощности и умножители частоты.

Для эффективного повышения КПД резонансного усилителя мощности используют нелинейный режим ЭП (режим с отсечкой тока).

Рассмотрим нелинейный резонансный усилитель, выполненный на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером и выбором точки покоя за счет фиксированного напряжения на базе (рис. 7.1а). Схемотехнически он не отличается от схемы линейного резонансного усилителя. Отличие заключается в выборе точки покоя транзистора.

 

а) б)

Рис. 7.1 Нелинейное резонансное усиление

а) схема резонансного усилителя;

б) кусочно-линейная аппроксимация проходной ВАХ транзистора и временные диаграммы, поясняющие формирование импульсов тока

 

Проведем анализ работы нелинейного резонансного усилителя, используя кусочно-линейную аппроксимацию проходной ВАХ транзистора:

(7.1)

Здесь – крутизна проходной ВАХ, – напряжение начала ВАХ. В режиме покоя на базу подано постоянное напряжение смещения , транзистор заперт. Пусть на вход усилителя подан гармонический . В промежутки времени, когда транзистор открыт

,

а когда транзистор заперт

. (7.2)

 

В выражении (7.2) введен новый параметр: угол отсечки – фазовый угол, при котором коллекторный ток убывает от максимального значения до нуля (ток “отсекается”).

Процессы, происходящие в усилителе при гармоническом воздействии, наглядно поясняют представленные на рис. 7.1б графики проходной ВАХ и временные диаграммы и . Из временных диаграмм рис. 7.1б, видно, что транзистор работает в режиме отсечки. Коллекторный ток представляет собой четную периодическую последовательность импульсов (длительность импульсов – ) и его можно разложить в ряд Фурье

. (7.4)

 

Используя как параметр угол отсечки , амплитуды гармонических составляющих запишутся следующим образом:

,

где – коэффициент гармоник

(7.5а)

 

после интегрирования принимает вид рекуррентного соотношения

 

. (7.5б)

 

Для гармоник с номерами =0 (постоянная составляющая) и =1 (основная гармоника) , .

Если нагрузка ЭП, колебательный контур настроен на резонансную частоту , получим нелинейное резонансное усиления с напряжением на выходе равным

. (7.6)

 

Если нагрузка ЭП, колебательный контур настроен на резонансную частоту , получим умножение частоты гармонического сигнала с напряжением на выходе равным

. (7.7)

 

Как видно из рисунка 7.2, распределение амплитуд гармоник зависит от угла отсечки. Максимальное значение амплитуда конкретной гармоники достигает при оптимальном значении коэффициента гармоники . Оптимальный угол отсечки определятся из формулы

 

. (7.8)

Рис. 7.2 Коэффициенты гармоник

С уменьшением угла отсечки короче становится длительность импульсов, увеличивается их скважность и расширяется спектр, что дает возможность повысить кратность умножения частоты. Однако, учитывая то, что оптимальные значения коэффициента гармоники с увеличением номера сильно уменьшаются, на практике выбирают ,4.

Умножители частоты широко применяются в передающих устройствах: во-первых, где требуется высокая стабильность частоты высокочастотных колебаний; во-вторых, при работе с угловой модуляцией для увеличения девиации частоты.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 2284; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.