А.Н. Яковлев - Радиотехнические цепи и сигналы. Задачи и задания (1266314), страница 28
Текст из файла (страница 28)
ЗАДАЧИ38. Схема и параметры детектора приведены в задаче 37. Навход схемы включен генератор токаi (t ) = 0.3(1 + 0.7 cos 2π ⋅ 800t + 0.3cos 2π ⋅ 2500t )cos ω0t , мА.Найдите амплитуды составляющих звуковых частот U Ω1 и U Ω 2на нагрузке.10.3.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ39. Докажите, что если ВАХ НЭ преобразователя описываетсяполиномом третьей степениi = a0 + a1u + a2u 2 + a3u 3 ,(10.51)u (t ) = U 0 + U m (t ) cos ω0t + U г cos ωг t ,(10.52)гдето огибающая АМ колебания на промежуточной частотеωпр = ω0 − ωг (или ωг − ω0 ) не подвергается нелинейным искажениям.
Напряжение смещения U 0 = 0 .40. Какова должна быть минимальная степень полинома, описывающего ВАХ НЭ преобразователя частоты, чтобы огибающаяАМК в результате преобразования частоты (для случаяωпр = ω0 ± ωг ) подверглась бы нелинейным искажениям? Определите коэффициент гармоник огибающей тока промежуточной частоты при тональном АМК.41. На рис. 10.16 приведена ВАХ НЭ преобразователя частоты.Входное напряжение uб = uвх (t ) = U m cos ω0t + U г cos ωг t .Определите напряжение смещения и амплитуду колебаний гетеродина ( U г ) так, чтобы обеспечить максимум крутизны преобразования ( Sпр ), если U m / U г = 0.2 .42. ВАХ НЭ преобразователя частоты описывается степенным полиномом (10.51), при этом a0 = 50 мА, a1 = 20 мА/В,a2 = 5 мА/В2, a3 = −0.1 мА/В3.
К НЭ приложено входное напряжение u (t ) (10.52) с U 0 = 0 . Контур преобразователя можно перестраивать. Его сопротивление на частотах ωпр , ωp равноZ рэ = 1 кОм.Требуется:а) вычислить крутизну преобразования, если:206ГЛАВА 10. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ• U m = U г = 1 В;• U m << U г = 1 В;б) вычислить среднюю по первой гармонике крутизну ( Scp ) для(U m = U г = 1 В) ;в) определить амплитуду напряжения на контуре, если он настроен:• на ωp = ωпр ;• ωp = ω0 .Сравнить результаты.43.
НЭ в схеме преобразователя частоты аппроксимируется полиномом (10.51). На вход НЭ подается напряжение u (t ) (10.52) приU 0 = 0 . Контур преобразователя настроен на промежуточную частоту f пр = 465 кГц.Определите возможные значения частоты f 0 , дающей с частотой гетеродина f г = 800 кГц комбинационные частоты, попадающие в полосу пропускания контура. Выделите из них те значения,которые соответствуют неискаженному преобразованию частоты.Как ослабить мешающее влияние радиопередатчиков, работающих на этих частотах и в том числе на так называемой зеркальнойчастоте f зерк = f г − f пр ?44.
Почему в радиоприемниках перед преобразователем частотыжелательно ставить избирательный усилитель высокой частоты(УВЧ)? Чем объясняется, что в радиовещательных приемниках непереходят от промежуточной частоты f пр = 465 кГц к более низкой частоте (например, 100 кГц), хотя на меньшей частоте легкополучить большое устойчивое усиление?45. На базу транзистора преобразователя частоты подается напряжение от гетеродина, работающего на частоте 1 МГц, и сигналс амплитудой 50 мВ. ВАХ транзистора аппроксимируется полиномомiк = 1 + 15uб + 3uб2 , мА.Контур настроен на промежуточную частоту f пр = 465 кГц, егодобротность с учетом шунтирующего действия транзистора равна50, емкость контура 360 пФ, коэффициент включения в коллекторную цепь p = 0.2 .
Амплитуда напряжения на коллекторе 0.5 В.10.4. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ207Определите возможные значения частоты сигнала и амплитудунапряжения гетеродина, поданного на базу транзистора.46. В преобразователе частоты использован полевой транзисторКП303Е, ВАХ которого (см. рис. 8.8) аппроксимируется относительно рабочей точки U 0 = −1.5 В полиномомi = 4 + 1.1(u + 1.5) + 0.7(u + 1.5)2 , мА.Ко входу транзистора приложено напряжениеu = −1.5 + 0.05 ⎡1 + 0.8cos(2π⋅ 5 ⋅103 t )⎤ cos(2π⋅106 t ) + 0.75cos(2π⋅ fгt) , В.⎣⎦Контур настроен на промежуточную частоту f пр = 465 кГц, егодобротность с учетом шунтирующего действия транзистора равна50, емкость контура 360 пФ.Определите частоту гетеродина, крутизну преобразования, коэффициент усиления, а также напряжение на контуре.
Как скажетсяувеличение добротности контура на линейные искажения напряжения на контуре?10.4.КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ10.4.1. НЕЛИНЕЙНОЕ РЕЗОНАНСНОЕ УСИЛЕНИЕ СИГНАЛОВИ УМНОЖЕНИЕ ЧАСТОТЫНелинейный резонансный усилитель или умножитель частотысобран по схеме, изображенной на рис. 10.14. На вход схемы поступает напряжениеuвх (t ) = U 0 + U m cos ω0t , В.В качестве выходной нагрузки включен резонансный контур сωрез = ω0 для нелинейного усилителя и ωрез = nω0 для умножителячастоты.Тип нелинейного элемента, его характеристики, параметры сигнала ( U 0 и U m ), а также параметры контура можно определить потабл.
10.1 и 10.2 в соответствии с номерами варианта и подварианта вашего задания.Требуется:а) построить ВАХ заданного НЭ, рассчитать коэффициенты аппроксимирующей функции, построить эту функцию на одном графике с ВАХ;б) рассчитать и построить колебательную характеристику для нелинейного усилителя или аналогичную ей для умножителя частоты;208ГЛАВА 10. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВв) рассчитать и построить спектр тока НЭ вплоть до четвертойгармоники включительно;г) определить амплитуду рабочей гармоники на выходе НЭU вых и на колебательном контуре U к ;д) рассчитать мощность P0 , поступающую от источника питания, мощность Pвых , выделяемую в нагрузке на рабочей частоте,мощность Pк.т , выделяемую на коллекторе в виде тепла и КПДусилителя или умножителя частоты η = Pп~ / P0 .Примечание. Напряжение питания усилителя (умножителя) для всех вариантов можно принять Eп = 24 В.Таблица 10.1ПараметрыВарианты450123Номер НЭ изтабл. 8.267895–6–8–4–9–S , мА/В–5–3–100–50–20Uн , В––2––5––1––0.5––1.5U0 , В0.6–40.5–2–1.5–20.4–0.8–6–3Um , В0.360.361.520.2225n2121132212Таблица 10.2ПараметрыПодварианты4501236789L , мГн0.010.50.10.0510.30.080.70.060.2r , Ом1005080304015602080906ωрез , ⋅10 рад/с802102013.312.51.4216.65p0.30.20.10.130.150.10.20.10.20.2510.4.2.
АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ СИГНАЛОВСхема амплитудного модулятора приведена на рис. 10.14. Навход схемы подается напряжениеuвх (t ) = U 0 + U m cos ω0t + U Ω cos Ωt , В.(10.53)10.4. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ209На выходе модулятора необходимо получить АМ сигналuвых (t ) = U вых [1 + M U cos(Ωt + ϕ) ] cos ω 0t , В.(10.54)Нелинейные искажения при модуляции не должны превышать10 % ( K г = 0.1 ), а линейные (частотные) – 30 %. Под частотнымиискажениями будем понимать изменение коэффициента модуляцииMU при изменении частоты модуляции от 0 до Ω .Тип нелинейного элемента, его характеристики и амплитуду ВЧсигнала на входе модулятора можно определить по табл. 10.3 в соответствии с вариантом задания.Параметры требуемого выходного сигнала – U вых , MU, несущаячастота ω0 и частота модуляции Ω приведены в табл.
10.4 в соответствии с подвариантом задания.Требуется:а) построить ВАХ заданного НЭ, для вариантов 1, 3, 5, 7 и 9 вкачестве аппроксимирующей функции использовать степенной полином, рассчитать коэффициенты аппроксимирующей функции,построить эту функцию на одном графике с ВАХ;б) рассчитать и построить статическую модуляционную характеристику (для заданной амплитуды U m ) ;в) по статической модуляционной характеристике выбрать смещение U 0 , максимальную амплитуду U Ω модулирующего сигналаи наибольший коэффициент модуляции M I тока при неискаженной модуляции;г) изобразить на одном рисунке ВАХ НЭ, входное напряжение(10.53) и ток НЭ, используя три координатные плоскости;д) рассчитать и построить спектр тока на выходе НЭ; при этомдля нечетных вариантов входной сигнал содержит модулирующеенапряжение, а для четных не содержит;е) определить и обосновать параметры контура L, C и r, обеспечивающие допустимые линейные искажения (<30 %, т.
е. приD = M U / M I > 70 % ). Рассчитать фазовый сдвиг ϕ ;ж) выбрать коэффициент включения контура, обеспечивающийтребуемую амплитуду U вых выходного АМ-сигнала. Влиянием НЭна контур можно пренебречь.Примечание. Напряжение питания модулятора для всех вариантов можнопринять равным En = 24 B .210ГЛАВА 10.
НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВТаблица 10.3ПараметрыНомер НЭ изтабл. 8.2S , мА/ВВарианты450123–9–4–20–50–10067898–6–5–30–60–Uн , В–1.5––0.5––1––5––2–Um , В0.50.50.20.050.10.50.250.10.250.05Таблица 10.4Параметры0123Подварианты456789U вых , В10124856158610MU0.350.20.40.30.250.20.40.350.40.3ω0 , ⋅106 рад/с0.20.8402.02052.4810121020500502003060100503002005012.55083.125 5012.52503Ω , ⋅10 рад/сr , Ом10.4.3.ДЕТЕКТИРОВАНИЕ АМ СИГНАЛАНа вход детектора поступает АМ сигналu (t ) = U m (1 + M cos Ωt ) cos ω0t , В.На выходе детектора требуется получить низкочастотный гармонический сигналu (t ) = U Ω cos(Ωt + ϕ) , В.В качестве нелинейного элемента в схеме детектора используется полупроводниковый диод или транзистор.Тип нелинейного элемента, амплитуда входного сигнала U m ,требуемого выходного сигнала U Ω и коэффициент модуляции M ,заданы в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
