Контрольные вопросы
Поясните принцип работы диодного детектора.
Изобразите вид временных диаграмм в следующих точках последовательного диодного детектора: на входе, на диоде, на нагрузке, на сопротивлении нагрузки при отключенном конденсаторе и, наоборот, на конденсаторе при отключенном сопротивлении.
Напишите соотношения для выбора нагрузки (
и
)
в диодном детекторе.Чем определяется угол отсечки в диодном детекторе?
Какова зависимость угла отсечки от сопротивления нагрузки?
Как будет изменяться коэффициент передачи диодного детектора от сопротивления нагрузки?
Дайте определение детекторной характеристики.
Что такое линейное и квадратичное детектирование?
От чего зависит величина входного сопротивления детектора?
Как будет изменяться форма выходного напряжения детектора при изменении модулирующей частоты?
Чему будет равен угол отсечки и коэффициент передачи детектора при отключенном: а) конденсаторе; б) резисторе?
Как будут изменяться передний фронт, вершина и задний фронт продетектированного радиоимпульса, если изменять: а) сопротивление нагрузки, б) емкость нагрузки?
Лабораторная работа № 12
LC-ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
С автотрансформаторной обратной связью
12.1. Цель работы
Исследование условий самовозбуждения и стационарного режима генератора на полевом транзисторе с автотрансформаторной обратной связью (т. е. индуктивной «трехточки»).
12.2. Теоретические сведения
Колебания, возникающие в радиотехнических цепях самопроизвольно без внешних колебательных воздействий, называются автоколебаниями (АК). Автогенераторы (АГ) – это устройства с обратной связью (ОС), в которых возникают и устойчиво генерируются АК. В АГ происходит процесс преобразования энергии источника питания в энергию АК. ОС в автогенераторе может быть внешней и внутренней.
АГ
с внешней ОС
– это генераторы, в которых энергия для
поддержания
автоколебательного процесса поступает
по конструктивной цепи ОС, соединяющей
через четырехполюсник ОС
вход и выход основного четырехполюсника
(рис. 12.1).
а б
Рис. 12.1
При исследовании и расчете АГ решают две основные задачи: 1) при каких условиях система самовозбуждается; 2) каковы амплитуда и частота АК в стационарном режиме? Поэтому выделяют из процесса установления АК два основных режима: режим самовозбуждения и стационарный режим.
Режим самовозбуждения (линейный режим). При самовозбуждении АК их амплитуда мала и АЭ в этом режиме рассматривается как линейная цепь. Критерии устойчивости линейных цепей с ОС рассмотрены в [8]. В соответствии с критерием Найквиста условия самовозбуждения можно представить в виде
(12.1)
или
(12.2)
где
а б
Рис. 12.2
Для LC-автогенератора с автотрансформаторной ОС (рис. 12.1, б и 12.2)
,
,
где
– дифференциальная крутизна АЭ в рабочей
точке;
=
=
– резонансное эквивалентное сопротивление
шунтированного контура;
– резонансное эквивалентное сопротивление
контура, учитывающее его неполное
включение;
=
– резонансное сопротивление колебательного
контура;
– коэффициент
включения (
);
– обобщенная расстройка;
– добротность контура;
– расстройка;
–
резонансная частота контура.
Фазовые условия самовозбуждения (12.2) позволяют определить частоту автоколебаний:
,
,
.
Она может быть также определена из условия резонанса:
и в рассматриваемом случае будет
.
(12.3)
Амплитудные условия
самовозбуждения используются для
определения критической величины одного
из параметров (
,
,
…)
.
(12.4)
Стационарный режим работы
АГ (нелинейный). В
этом режиме нарастающие автоколебания
попадают в область нелинейности
параметров АЭ (отсечка, ограничение).
Их рост замедляется и прекращается.
Наступает стационарный режим. При этом
и
становятся функциями амплитуды и
частоты, а условия самовозбуждения
(12.2) переходят в уравнения баланса.
(12.5)
Совместное решение уравнений
баланса позволяет вычислить значения
стационарной частоты и амплитуды АК
(
).
Расчет существенно упрощается, если
не зависят от амплитуды АК. Тогда из
уравнения баланса фаз получаем
.
Будем считать АГ гармонических колебаний узкополосной системой. Это позволяет воспользоваться выводами квазилинейной теории (см. п. 8.2) для расчета характеристик и параметров АГ. С учетом условия баланса амплитуд (12.5) имеем
,
,
(12.6)
,
(12.7)
– «управляемое» сопротивление.
а б
Рис. 12.3
Колебательная характеристика
и зависимость
могут быть сняты экспериментально или
построены по заданной или аппроксимированной
ВАХ НЭ (например, с использованием
метода трех ординат). Так как они имеют
различный характер в зависимости от
напряжения смещения
(см. рис. 8.5), то и режимы самовозбуждения
могут быть различными.
Для «мягкого» режима самовозбуждения
выбирается на линейном участке ВАХ и
изменение
от управляемого сопротивления
(коэффициента ОС
или от
)
происходит плавно (мягко)
и однозначно
как при увеличении, так и при уменьшении
.
На рис. 12.3 стрелками обозначено
направление изменения
и
.
В «жестком» режиме самовозбуждения,
когда смещение
выбирается на нижнем изгибе ВАХ,
возникновение колебаний (точка В
при
)
и срыв (точка С при
)
происходят скачкообразно (жестко) при
различных значениях
.