3
.pdfТак 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 fС
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).