Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (3-е изд., 1977) (1151959), страница 73

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 73)

Пусть в момент / = 0 игчинается процесс периодической модуляции емкости по закону (10.72), причем соотношение параметров л>., и, ы„и О таково, что система неустойчива вблизи 6 = 1 Определив по формуле (!0.86) величину [[«[ и подстгвив ее в (10.84), найдем фазу $. В частности, при 6 = 1, когда [ !«[ = а/4, 1п $ = ([е/2+ (г/.1)»[/2)е/4 1, $, = 45«. Тогда обшее решение (10.87) примет следуюший вид: д (/) = А ехр ~( — !» — а„) т ~ соз ( — г+ 45") -1- -[- В ехр ~ — (» [» + аи) /~ соз ( — г — 45 ) = д, (/) + «/» (/). (10,94) Нг рис. 10.27 изобра>кены графики С (/) = С,/П + и соз е/! а также соз (и//2 + 45') и соз (и//2 — 45'). (В данном случае т/2 = ы„.) Последние два графика характеризуют изменение зарядов о> (/) и о» (/). Из этого рисунка видно, что убывание емкости соответствует прохожд.нию о» через амплитудные, г д» вЂ” через нулевое значения.

Это означает, что д, (/) «правилыто» сфазировано относительно закона изменения С (/) и накачка приводит к росту амплитуды (по закону ехр [(1«т/2— — а„) /1, а «/»(/) сфазировано непра- ~г вильно: в моменты амплитудных значений згряда емкость растет, что при- ' л Ю-4, Ю водит к отбору энергии из контура и к затуханию амплитуды (по закону ехр [ — ([«»/2+ а„) ![). !т 48 На основании приведенных рас- »', суждений можно наметить следуюшую гг картину возникновения и нарастания колебаний в параметрическом конту- >1'т ре. В момент включения контура (или в момент запуска генератора накачки) Рис.

10.28, Влинеие на«альных в нем сушествуют беспорядочные шу- у«лений иа установление режимовые колебания, вызываемые теп- иа а»ране»рина«ней тенерачии. ловымдвижениемзаряжеиных частиц. В составе этих колебаний имеется и компонент с частотой и/2, однако амплитуда и фаза этого компонентг являются случайными величинами.

Допустим, что в рассматриваемый начальный момент времени интересующий нас компонент имеет амплитуду ОА и фазу О (рис, !0.28). Разложим вектор, изображаюший это колебание, по двум взаимно перпендикулярным напргвлениям: /у,й/» и /И,64». Прямая Л',6/а проведена к оси абсцисс под углом $, = 45', а прямая 64»/Иа — под углом $»= — 45 . Вектор ОО, совпадающий с прямой й/«й/» и равный ОА соз (Π— Е), изображает колебание, правильно сфазировапное относительно фазы напряжения накачки, а вектор ОС, совпадающий с прямой 1[4„/«[„ изображает колебание, которое под воздействием изменения емкости начинает затухать. Можно поэтому считать, что начальные условия для параметрического контура определяются той составляющей, фаза которой согласована с фазой напряжения накачки. Таких положений вектора существует два: при $, = 45' и $1 = 225' (для частного случая ч = 2а1„). Если вектор ОА расположен над прямой М,Л(„то проекция его на прямую Л',Л', положительна, в противном случае — отрицательна.

Это означает, что при заданной фазе напряжения накачки фаза колебания в параметрическом контуре может принимать одно нз двух фиксированных значений, различающихся на 180. Отметим в заключение, что основные результаты данного параграфа можно распространить на контур, в котором периодически изменяющимся элементом является индуктивность. 10.12. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ГЕИЕРАТОРЫ Из содержания предыдущего параграфа видно, что периодическим изменением одного из энергоемких элементов контура — емкости или индуктнвности — можно осуществить генерирование колебаний. Впервые эта идея была выдвинута советскими учеными Л.

И. Мандельштамом и Н. Д. Папалекси, которые в 1931 г. разработали теорию параметрического возбуждения колебаний и экспериментально подтвердили ее на модели контура, в котором индуктивность или емкость модулировались с полющью механического устройства (например, вращением ротора вариометра).

В настоящее время принцип параметрического возбуждения колебаний используется в специальных генераторах, так называемых п а р а м е т р о н а х, широко применяемых в различных устройствах для обработки дискретной информации. Это обьяс11яется главной особенностью параметрического возбуждения — двузначностью фазы генерируемых колебаний. Так как установление фазы 41 или гр + и зависит от начальных условий, то, задавая в момент запуска генератора начальную фазу с помощью сигнала, можно получить одно из двух устойчивых состояний генератора, соответствующих двум знакам двоичного кода (например, фазе 1Р условно приписывается нуль, а фазе р+ и — единица). В емкостном параметроне (рис.

10.29, а) в качестве переменной емкости используются два полупроводниковых диода, а индуктивностью контура служит первичная обмотка высокочастотного трансформатора. Напряжение накачки а„(Г) с частотой ыя, вдвое превышающей резонансную частоту контура, подается на диоды синфазно, благодаря чему емкости диодов уменьшаются или увеличиваются одновременно и вместе с тем исключается прохождение частоты ы, на выход. С другой стороны, благодаря симметрии схемы устраняется прохождение колебаний частоты 1э„!2, возбуждаемых в контуре, в цепь накачки.

Положение рабочей точки на характеристиках р — и-переходов задается постоянным напряжением смещения. В индуктивном параметроне (рис. 1О.29, б) контур состоит из постоянной емкости и катушек /.н, игсаженпьгх на ферритовые сердечники, магн1пная проницаемость которых периодически изменяется при пропускании тока накачки /„(/) через катушие /., Исходное положение рабочей точки на характеристике нелинейной индуктивности задается постоянным током, пропускаемым через катушки /.и.

Встречное включение катушек Е„на двух сердечниках устраняет прямое прохождение колебаний частоты ми на выход, а также колебаний частоты ын/2 из контура в цепь накачки. Условия, необходимые для возникновения и нарастании амплитуды колебаний в линейном параметрическом контуре, были подробно рассмотрены в предыдушем параграфе. Для определения же Рнс. 10.29. Емкостной (а) и индуктивный (д) параметронм. стационарной амплитуды в параметрическом генераторе необходимо ввести в рассмотрение нелинейность, которая неизбежно проявляется при увеличении амплитуды колебаний и обусловливает механизм ограничения амплитуды. В параметропе с механическим устройством для модуляции энергоемкого элемента увеличение амплитуды ограничивается мошпостью устройства накачки.

Кроме того, ограничение может быть обусловлено и заходом амплитуды генерируемых колебаний на нелинейные участки характеристик нелинейной емкости или индуктивноств. При этом изменяются средние значения С (/) или / (/), а следовательно, и среднее значение резонансной частоты контура. Расстройка контура относительно частоты со /2 ухудшает условия преобразования энергии накачки и приводит к ограничению амплитуды. Следует отметить, что к параметрону термин «генератор» или «генерирование» может быть применен лишь условно. В отличие от любой электронной автокодебательной системы или генератора с посторонним возбуждением, в которых осушествляется преобразование энергии источника постоянного тока в энергию колебаний, в паРаметроне первичным источником энергии является генератор накачки Назначение параметрона, используемого в качестве реле с двумя устойчивыми состоиниями, не в получении колебаний, а в кзапоминапии» фазы сигнала, В связи с таким информационным назначением параметрона основное значение приобретает его быстродействие, от которого зависит и быстродействие устройства, работающего на параметронах.

Необходимо по возможности повысить скорость нарастания амплитуды при каждом запуске параметрона. Так как в соотвегствии с формулой (10.94) амплитуда колебаний в контуре нарастает по закону А(г)=А где через А, обозначена начальная амплитуда (т. е. амплитуда сигнала, фазу которого требуется запомнить), то скорость нарастания амплитуды в момент запуска сь= ~ =( р <зв) Ам Учитывая, что в соответствии с выражениями (!0.86) н (10 т8) пРи Ы2 = ю, паРаметР Р = а/4 = гп, а также что а„йоэ — — Шх= = 1/2Я, получаем сь= ~ — ' И -- — "" ) гэ, А„= (т — — ) го, А„.

Возможности увеличения параметра гп и амплитуды Аэ весьма ограничены. Поэтому основным путем увеличения быстродействия является повышение частоты гэ„. В настоящее время непрерывно повышаются рабочие частоты пграметронов и разрабатываются новые электронные и иные приборы, позволяющие осуществлять параметроны в диапазоне сверхвысоких частот. Глава 11 ВОЗДЕЙСТВИЕ СЛУЧАЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ НА НЕЛИНЕЙНЫЕ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ 11.!.

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ При анализе помехоустойчивости радиосистем особенно часто приходится рассматривать линейную сумму полезного сигнала а (Г) и шумовой помехи и (1): у (1) = а (Г) + л (1). (11.1) В этом случае помеха называется а дди ти в н ой, а у (г) аддитивной смесью сигнала и шума. Примерами аддитивной помехи являются рассмотренные в гл. 7 дробовые и тепловые шумы, возникающие в электронных приборах и электрических цепях независимо от действующих в ннх сигналов. Однако при передаче сигнала по реальному каналу связи помимо аддитивной помехи есть и другие факторы, которые искажают сам сигнал. Такими факторами являются, например, паразитные изменения во времени параметров цепей или любых других элементов канала связи. В самом простом случае, когда эти изменения имеют характер амплитудной модуляции, сигнал на выходе канала связи можно представить в виде ллы, (г) = К (г) а (г) + и (г).

Характеристики

Список файлов книги