А.Н. Яковлев - Радиотехнические цепи и сигналы. Задачи и задания (1266314), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Пользуясь алгебраическим критерием Рауса-Гурвица, получите для схемы рис. 11.8, а выражение для индуктивности обратной связи L2 , обеспечивающей возникновение автоколебаний.Указания. Характеристическое уравнение следует получить ввиде степенного полинома переменной jω .11. Пользуясь алгебраическим критерием Рауса-Гурвица, длясхемы рис. 11.8, б получите выражение для емкости обратной связиC2 , обеспечивающей возникновение автоколебаний.12. На рис. 11.9, а изображена эквивалентная схема двухконтурного автогенератора, где элементом связи между двумя одинаковыми контурами с параметрами L и C является емкость Cсв .LсвCсвVTVTCLCLCLаCбРис. 11.9L226ГЛАВА 11.
ГЕНЕРИРОВАНИЕ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙПолучите выражения для частоты автоколебаний без учета потерь в контурах и фазового сдвига в полевом транзисторе. Объясните, к какому типу трехточечных схем относится данный генератор.13. На рис. 11.9, б изображена эквивалентная схема двухконтурного автогенератора трехточечного типа, где элементом связимежду двумя одинаковыми контурами с параметрами L и C является индуктивность Lсв .Получите выражения для частоты автоколебаний без учета потерь в контурах и фазового сдвига в полевом транзисторе. Объясните физический смысл результата.11.3.2.
RC-АВТОГЕНЕРАТОРЫ С ВНЕШНЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ14. На рис. 11.2, а изображена схема RC-автогенератора с фазобалансной цепью. Определите значение критического коэффициента усиления K 0.кр операционного усилителя и частоту автоколебаний, если емкость C1 в последовательной ветви фазобалансной цепи в 4 раза больше, чем емкость C2 в параллельной, а R1 = R2 = R .15. На рис. 11.10 изображена схема RC-автогенератора.Получите выражения для частоты ωг генерируемых колебанийи критического коэффициента усиления K 0.кр каждого операционного усилителя.K0CK0RCRK0RCРис.
11.10Указания. При выводе искомых выражений учтите, что операционные усилители имеют Rвх → ∞ и Rвых → 0 .16. Пользуясь алгебраическим критерием Рауса-Гурвица, определите для схемы рис. 11.10 критический коэффициент усиленияK 0.кр операционных усилителей.17. Схема автогенератора дана на рис. 11.11.Получите выражение для частоты ωг генерируемых колебанийи критического коэффициента усиления K 0.кр каждого операционного усилителя.22711.3. ЗАДАЧИK0RRK0CK0CRCРис. 11.1118. По данным задачи 17 качественно постройте годографK ( jω)β( jω) (критерий Найквиста) для случая K 0 = 3 8 / 3 и сделайте вывод об устойчивости системы по анализу годографа в трехточках:1) ω = 0 , 2) ω = 1/( 3RC ) , 3) ω → ∞ .19.
Для схемы генератора, изображенного на рис. 11.12, получите аналитические выражения для расчета частоты генерируемыхколебаний и критического коэффициента усиления K 0.кр , еслиZ1 = 1/( jωC ) , Z 2 = R , Z3 = R , Z 4 = 1/( jωC ) .Z2Z1–K0Z3–K0Z4Рис.
11.12Указания. Для первого операционного усилителя с элементамиоднопетлевой обратной связи Z1 , Z 2 передаточная функция определяется по следующему выражению:K ( jω) =−Z2.Z 2 / K 0 + Z1 (1 + 1/ K 0 )20. Схема генератора показана на рис. 11.12, где Z1 = Z 4 = R ,Z 2 = Z3 = 1/ jωC .Выведите выражения для расчета частоты генерируемых колебаний и критического коэффициента усиления K0.кр каждого операционного усилителя.228ГЛАВА 11. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ21. Генератор, схема которого приведена на рис.
11.13, состоитиз трех одинаковых звеньев, каждое из которых включает операционный усилитель с инвертируемым входом и RC-цепь – фильтр высокой частоты (ФВЧ).Найдите и изобразите фазочастотную характеристику одногозвена ФВЧ, объясните, почему недостаточно двух звеньев для генератора, будет ли частота трехзвенного генератора больше илименьше частоты ω0 = 1/ τ , где τ = RC , и как изменится частота генератора, если число звеньев будет увеличено?22. Для схемы рис.
11.13 найдите выражения для расчета частоты генерации ωг и критического коэффициента передачи каждогокаскада. Рассчитайте ωг , если R = 1 кОм и C = 0.1 мкФ.C–K0RC-K0–K0RCRРис. 11.1323. Генератор выполнен по схеме рис. 11.2, б с использованиемтрехзвенного ФВЧ. Выведите выражения для расчета частоты генерации и величины коэффициента усиления усилителя, необходимые для возбуждения на этой частоте.24. По результатам предыдущей задачи рассчитайте параметрыR и C генератора так, чтобы он генерировал колебания с частотойf = 1 кГц. Параметры АЭ в рабочей точке: S = 6.5 мА/В, Ri = 20кОм.Как и почему изменится частота генерируемых колебаний, еслив схеме рис.
11.2, б резисторы R и конденсаторы C поменять местами?11.3.3. LC-АВТОГЕНЕРАТОРЫ С ВНУТРЕННЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ25. Схема генератора с внутренней ОС на туннельном диодеприведена на рис. 11.5, а. Параметры контура: L = 40 мкГн, C = 15нФ, r = 9.75 Ом.Рассчитайте величину отрицательного дифференциального сопротивления Ri диода, при которой схема еще самовозбуждается, атакже частоту генерируемых колебаний.11.3. ЗАДАЧИ22926. По данным задачи 25 определите минимальное значение коэффициента включения pmin диода в контур, при котором ещевозможно самовозбуждение схемы, если модуль отрицательногодифференциального сопротивления диода в рабочей точке| Ri |= 200 Ом.27. По условию задачи 25 определите максимальную емкостьконтура и, следовательно, минимальную частоту, при которых ещевозможна генерация.
Дифференциальная крутизна в рабочей точкеВАХ диода S = −5 мА/В.28. Рассчитайте и постройте зависимость среднего сопротивления Rcp = U m / I1 туннельного диода от амплитуды напряжения U mдля U 0 = 0.3 В. ВАХ диода дана на рис. 8.12, а значения u и i , соответствующие графику рис. 8.12, – в задаче 8.14. Определите установившуюся амплитуду напряжения на контуре, если параметрыконтура те же, что и в задаче 25.29. Определите амплитуду генерируемых колебаний, если параллельно емкости контура подключен шунтирующий резисторсопротивлением Rш = 4.7 кОм. Воспользуйтесь результатом решения задачи 28.
Вычислите критическую величину сопротивленияшунта Rш.кр .30. ВАХ туннельного диода имеет следующие экстремальныезначения токов: imax = 10 мА, imin = 2 мА. Колебательный контур,подключенный к этому туннельному диоду, имеет следующие параметры: Q = 10 , C = 1000 пФ, L = 0.1 мкГн.Определите амплитуду стационарных колебаний, если динамическая нагрузочная характеристика проходит через экстремальныеточки ВАХ.Указания. При определении первой гармоники тока через туннельный диод воспользуйтесь методом трех ординат.11.4.
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕРАСЧЕТ LC-ГЕНЕРАТОРА ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙВ табл.11.1, 11.2. заданы тип схемы автогенератора гармонических колебаний и данные для расчета.ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ И ТРЕХТОЧЕЧНЫХ АВТОГЕНЕРАТОРОВ ТРЕБУЕТСЯ:а) начертить схему автогенератора;230ГЛАВА 11. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙб) аппроксимировать ВАХ НЭ;в) рассчитать и построить графически зависимость I1 = f (U m ) иScp = ϕ(U m ) , где I1 – амплитуда первой гармоники выходного токаНЭ, U m – амплитуда управляющего напряжения на входе НЭ;г) определить (графически или аналитически) для Scp.cт = S 1.3стационарные амплитуды напряжения U ст = U m ст на входе НЭ ипервой гармоники тока I1ст на его выходе; здесь S – дифференциальная крутизна ВАХ в рабочей точке (при заданном U 0 );д) рассчитать параметры контура автогенератора;е) определить критический коэффициент βкр обратной связи иохарактеризовать режим возбуждения (мягкий или жесткий); вслучае жесткого режима найти βкр.1 и βкр.2 ;ж) рассчитать коэффициент обратной связи и амплитуду выходного напряжения для стационарного режима генерации.ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ НА ТУННЕЛЬНОМ ДИОДЕ ТРЕБУЕТСЯ:а) начертить схему автогенератора;б) построить ВАХ НЭ;в) рассчитать и построить графики зависимости I1 = f (U m )и Rcp = F (U m ) , где Rcp – модуль отрицательного среднего по первой гармонике сопротивления туннельного диода; U m – амплитудавходного сигнала;г) определить минимальное значение резонансного сопротивления контура Z p.min , при котором возможно появление генерации;д) рассчитать параметры контура ( L, C , r , Q, 2Δf 0.7 ) дляZ p = 5Z p.min ;е) определить стационарные амплитуды I1.ст и U m cт приZ p = 5Z p.min .МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯДля трансформаторных и трехточечных автогенераторов следует считать, что НЭ не шунтирует резонансный контур ( Ri >> Z pэ ),т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
