30.Нелинейные цепи
Теория
Детектирвание.
Диодный етектор.
Детектированием называется процесс выделения модулирующего сигнала из модулированного высокочастотного колебания.
Схемы, с помощью которых осуществляется детектирование, применяется и в случаях, когда высокочастотные колебания не являются модулированными. Поэтому часто под детектированием понимают процесс выделения тех или иных параметров высокочастотного колебания.
И
спользуя
принцип детектирования, можно определить
амплитуду, частоту, фазу, длительность
отрезка высокочастотного колебания
или время его прихода, а также выявить
изменения этих величин, если они
происходят.
Наиболее широко применяется диодный детектор. Схема диодного детектора и процесс детектирования показаны на рис. 1 и рис. 2 соответственно. При наличии на входе детектора немодулированного колебания на выходе появляется постоянное напряжение с небольшими пульсациями.
Следует обратить внимание на различие постоянных времени заряда и разряда конденсатора. Постоянная времени заряда конденсатора:
,
г
де
– сопротивление диода в прямом
направлении;
– емкость, шунтирующая сопротивление
нагрузки детектора
.
Постоянная времени разряда конденсатора:
.
Как правило, эти
постоянные времени сильно различаются,
так как обычно
.
Если увеличить
сопротивление нагрузки
,
то угол отсечки уменьшится и постоянная
составляющая выходного напряжения
приблизится к амплитуде входного
напряжения
.
Иногда временные диаграммы удобно изображать в непосредственной связи с вольтамперной характеристикой диода.
Основные обозначения и расчетные формулы
Напряжение, приложенное к нелинейному сопротивлению:
.
Ток, протекающий
через нелинейное сопротивление под
действием напряжения
:
Аппроксимация вольтамперной характеристики нелинейного сопротивления ломаной прямой (кусочно-нелинейная аппроксимация):
,
где
– крутизна.
;
,
где
– угол отсечки тока;
– Gamma;
– Alfa;
– Beta.
;
,
где
– амплитуда импульса тока;
;
.
Аппроксимация вольтамперной характеристики нелинейного сопротивления степенным рядом (полиномиальная аппроксимация):
.
.
Аппроксимация вольтамперной характеристики нелинейного сопротивления показательной функции:
,
где
,
,
– постоянные:
;
,
где
,
– модифицированные функции Бесселя
нулевого и k-го порядка.
Индексы: «б» –
базовая цепь, «к» – коллекторная цепь
(например,
,
).
Угол отсечки при диодном детектировании находится из соотношения:
,
где
– сопротивление нагрузки,
– крутизна характеристики диода.
16.парелетрические(линецные?) цепи
Теория
Соотношение, определяющее критическое значение относительного изменения емкости, при котором произойдет параметрическое возбуждение колебательной системы:
.
Схема замещения параметрического конденсатора. В зависимости от соотношения между начальными фазами источника входного сигнала и генератора накачки возможен режим, когда управляемый конденсатор ведет себя подобно активному элементу, не потребляя, а поставляя в цепь мощность на частоте входного сигнала:
,
где:
– коэффициент, характеризующий глубину
модуляции емкости;
– частота сигнала;
;
– активное сопротивление, вносимое
данным элементом в цепь.
Одноконтурный параметрический усилитель. Принципиальная и эквивалентная схемы приведены на рис. 2 и рис. 3 соответственно:
,
– отрицательная
активная проводимость, вносимая
варактором.
Устойчивость параметрического усилителя. Если отрицательная проводимость варактора полностью компенсирует сумму проводимостей генератора и нагрузки, то параметрический усилитель становится неустойчивым и самовозбуждается. Критическое значение вносимой отрицательной проводимости:
Критическая глубина модуляции емкости:
.
Двухконтурный параметрический усилитель. Работы, направленные на улучшение эксплуатационных характеристик параметрических усилителей привели к созданию принципиально новых устройств. Двухконтурный усилитель способен работать при произвольном соотношении частот сигнала и накачки, причем независимо от начальных фаз этих колебаний. Схема приведена на рис. 4. Вносимая активная отрицательная проводимость:
.
Вносимая проводимость
будет отрицательна всегда, если
.