Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
31.03.2015
Размер:
1.14 Mб
Скачать

Так как K * f

 

100

 

 

 

K *

f

 

 

R2

 

 

 

C1

 

 

R2

 

 

1

 

R2

 

 

19

 

100

0

0

 

 

C

 

 

 

C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

C

 

 

 

R

 

 

1

 

R

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

2

1

 

 

C1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R R

104

 

,

 

С С

81

 

, С R

19

 

10 5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

19

 

 

 

2

1

 

19

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как f

 

 

 

1 кГц

 

2 f

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

19

 

1

.

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

C1C2 R1R2

 

 

 

 

 

 

81

 

 

104

 

 

 

 

900

 

C1R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rвх

 

R1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

19

 

1

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выберем R1 1 кОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

10 8

3.36 10 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такой емкости не существует, возьмем С1 3.3 нФ , тогда пересчитаем R1 :

 

 

R

19

 

 

 

10 5

109

1.018 кОм

 

 

(возьмем 1.02 кОм )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

18

 

 

 

3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R R

104

 

535.8 кОм

 

(возьмем 536 кОм )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С С

81

14.068 10 9 Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант резонансного звена (двойной Т-образный мост).

 

 

 

R1

 

R

 

 

*

 

 

 

2

 

2

 

C

2C

 

 

2

 

1

 

Если рассмотреть АЧХ каждого моста, то получим следующее:

XС 1 , 2

Но, в действительности, в точке пересечения этих двух характеристик абсолютные значения одинаковые, однако, фазы развернуты на 180 друг относительно друга, поэтому в точке пересечения характеристики вычитаются друг из друга и, следовательно, АЧХ двойного Т- образного моста будет выглядеть следующим образом:

Передаточная функция для ненагруженного моста:

K p

Uвых p

 

p3 3 p2 2

p 1

, где

C R

 

 

 

Uвх p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p3 3

 

5 p2 2 5 p 1

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K j

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

1 5 2 j 5 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент усиления

 

K 0

на частоте

0

 

 

1

 

1

(при условии строгого

 

 

 

 

 

C1

R2

2 C1 R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соблюдения пропорций *

между элементами).

 

 

 

 

 

 

 

Схема избирательного усилителя на основе двойного Т-образного моста.

На частоте квазирезонанса: K* K0 0

R4 ставится для ограничения коэффициента передачи K на частоте 0 на необходимом нам значении коэффициента усиления (чтобы он не стремился к бесконечности):

K* K0 0 R4

R1

QЭ

K0

 

(может быть очень большой величиной)

 

4

 

 

 

Для правильного функционирования данной системы требуется четкое соблюдения пропорций между величинами C и R и их температурная стабильность.

Например, при разбросе элементов в 0.5% KU 60 Дб

KU 0.001 .

Если резистор R4 присутствует, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K *

 

 

R4

,

 

 

1

1

2R

.

 

 

 

 

 

0

 

 

 

R1

0

 

RC

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

R4

 

1

2R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2R

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если R

 

 

R , то Q

R4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резонансный усилитель с двумя видами ОС: ПОС и ООС.

Полосовые усилители.

Полосовые усилители усиливают некую полосу частот (а не одну частоту как резонансные усилители).

АЧХ:

Фактически, это набор резонансных усилителей.

ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ (ГСК).

ГСК- устройства, которые преобразуют энергию источника постоянного тока в переменное напряжение или ток заданной частоты без применения внешних воздействий.

Uвых

 

Uвх K

 

K e j k

1

K

1 K e j k

 

 

k 2 k; 0, 1, 2... - баланс фаз.

Нам необходимо создать условия для выведения усилителя из устойчивого положения для самовозбуждения и генерации сигналов на выходе. Для этого мы делаем знаменатель равным нулю.

При балансе фаз k 0 :

K j

K

e j k

1

1 K

 

 

0

 

 

 

0

0

 

Из 1 2 : K 0 0 1 - баланс амплитуд.

Если K , то при нулевом входном сигнале мы будем получать генерацию. То есть мы получили автогенератор.

Баланс амплитуд очень шаткое условие. В реальности:

K0 0 1

ирассматриваются три отдельных случая:

K 1 - затухающие колебания

K 1 - нарастающие колебания

K 1 - стабильные колебания

То есть, необходимо сначала «раскачать» генератор K 1 , а затем стабилизировать колебания K 1 :

Существуют автогенераторы с LC и RC цепями.

Автогенераторы с LC цепями.

Положительные свойства:

-высокая стабильность

-устойчивость (способность сохранять амплитуду и частоту колебаний в процессе генерации)

-простота

Автогенератор LC типа с трансформаторной связью.

n w1 w2

Назначение элементов:

w2 обеспечивает ПОС на базу транзистора.

R1 и R2 задают рабочую точку переводят транзистор в активный режим.

CБ запасает энергию (два такта, две полуволны).

Рассмотрим режим входа в генерацию.

Эквивалентная схема в h параметрах:

Если n

w1

1 , то

w2

R

h

n2 ,

U

 

 

Uвых

.

вх

 

вх

11

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

Проведем анализ K для выяснения выполнения условий баланса амплитуд и фаз.

 

Uвых

f R

,C, L, h , h ,... a jb

 

e j , где

tg

b

.

K

a2 b2

 

 

 

 

 

н

11 21

 

 

 

a

 

Uвх

 

 

 

 

Из условия баланса фаз следует: b 0 0 .

r

 

Rнэ ; Rнэ Rн

h22

 

Rвх

 

 

 

 

 

 

 

n2 h11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

r

 

 

 

 

 

r2

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

LC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При r 0 :

 

 

 

 

f0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставим

 

полученную

частоту 0

в

выражение a и определим условие при котором это

выражение 1 (то есть выполняется баланс амплитуд).

a 0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

n h

r

 

1

 

h21min

 

 

 

 

 

 

 

h11 n

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

n Rнэ

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rнэ

 

 

h21min

 

n h11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rнэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данная формула позволяет выбрать h21

и определить коэффициент трансформации n .

До этого мы рассматривали режим малых токов и напряжений. Теперь предположим, что генератор возбудился.

Грубая схема замещения:

На выходе получаем колебания на резонансной частоте этого контура

Безтрансформаторная схема автогенератора с индуктивной трехточкой.

L LК LБ

f

 

 

1

 

 

1

0

 

 

 

 

 

2

LC

 

 

 

Емкостная трехточка.

C C C C C

f

 

 

1

 

 

 

1

r

 

r2

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

2 LC

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н .экв

 

 

 

 

 

где r полное сопротивление потерь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нестабильность частоты генератора:

f

104 105

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

C

Чем выше добротность, тем стабильнее частота (тем ниже нестабильность).

Туннельный диод:

С помощью него можно скомпенсировать потери, которые выделяются в колебательном контуре.

Для AsGa (арсенид галлия):

UП 0.1 0.15

UВП 0.4 0.5

IП 10

IВП

Схема замещения диода на участке, соответствующему отрицательному сопротивлению:

C 0.5 5 пФ (емкость p n перехода).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]