Андреев В.С. - Теория нелинейных электрических цепей (1982) (1266495), страница 49
Текст из файла (страница 49)
В $5.2 произведен расчет С,1(!) для сннусоидальиого напряжения; объяснено увеличение С, с ростом амплитуды К В рассматриваемом случае увеличение 1 вызовет увеличение (1, а значит, и С,. С увеличением (! (гм. рис. 6.8) или 1 уменьшение !1 в положительный полупериод все значительнее превосходит его увеличение в отрицательный. Поэтому с ростом 1 эквивалентное по первой гармонике сопротивление )1(1) уменьзпается, а гс(1) возрастает. На рис 6.10а показаны зависимости С, и г, от ! для малых смещений Е па варикапц когда наиболее резко сказывается изменение г,(1), а на рис 6.106 для больших Р, когда даже при значительных амплитудах напряжения гс ьгь г~=г и мало зависит от амплитуды колебаний, поэтому преобладает влияние СьЩ.
Рис. 6.10 Различают несколько механизмов ограничения амплитуды параметрических колебаний: диссипативный ', расстроечный и др. ДыссыллгивньШ мехпнизл состоит в ограничении амплитуды из-за увеличения сопротивления потерь в контуре, в результате чего с ростом амплитуды колебаний мощность Р-, расходуемая в контуре, возрастает быстрее, чем мощность Р+, вводимая в него путем изменения параметра (накачки). Стационарному режиму соответствует Р =Р+. Согласно (6.16) мощность 1 ! щ Р = — 1з )г ( = — !з — р сов эр + 2 2 2 (6Л4) растет пропорционально квадрату амплитуды возбужденных в контуре колебаний (соз ф, и и р считаем постоянными). Величина Р— ! (г+гс (1)) 1 2 (6.%) растет быстрее из-за возрастания гсЩ.
Поэтому если прн малых амплитудах 1 Р+>Р н амплитуда колебаний 1 начинает увеличиваться, то при некоторм шгачении 1ь наступает стационарный режим, определяемый равенством (6.53), как это показано на рис. 6.11а. Лиссипативный механизм ограничения амплитуды обычно имеет место при малых смешениях Е, когда уже при небольших амплитудах 1 заметно возрастание гсЩ, а заввснмость С,Щ еще не имеет существенного значения и можно считать С,(1)=Со (см. рис.
6.10а). Затухание контура г(=гяоъ1 = (г+гс (1))1гз) (666) ' В теории нелинейных колебаний диссипативными называют колебательпые системы, в которых происходит рассеяние (диссипация) энергии. .236 оказывается ббльшим для больших 1. На рис. 6.12а построено семейство зази.
симостей т„р от частоты наиачкн в, для различных величин е( (нли 1), получающихся переходом от одной пороговой характеристики и другой на рис. 6.6. Наименьшее затухание бн соответствует 1 О, наибольшее дн — наибольшей амплитуде 1а. 'Ин>н(н>г(г>н(ь 1 >1н>1г 0 О а) Рис. 6.11 ченным на рис. 6.12Ш построена зависимость амплитуды колебаний параметрического генератора от частоты накачки прн постоянной ее амплитуде (при т=т~).
Большей ампиитуде накачки (гп=тн) соответствует другая частотная характеристика генератора. При диссипативном механизме ограничения амплитуды частотная характеристика генератоРа оказывается симметричной, изменение частоты в вызывает плавное (мягкое) увеличение или уменьше ние амплитуды колебаний. При расстроенном механизме с Ростом амплитуды изменяется сред ' нее (за период колебаний) значение нелинейной реактивности, а значит, . н резонансная частота контура, что ,',приводит к ухудшению условий пе :: Редачи энергии от источника накачки и в конечном итоге к прекрашероста амплитуды колебаний.
н ~ 1 н уын ~ын~Ын ) а'н' ьгй уве вн яй 4 Рис. 6.12 Предположим, что в =2в,, а амплитуда накачки такова, что глубина модуляции т=ть Для частоты в=в /2 т,>тнр=Ыц, а поэтому колебания будут нарастать. Когда их амплитуда достигнет величины 1ь затухание контура станет равным г(н (точка А), глубина модуляции тг окажется равной кри.
тической для амплитуды 1, и в контуре установятся колебания с этой ампли- тУдой. Если вн=в'„или ве, гл„р пРи 1=0 окажетсЯ большей, чем в пРедыдУ- . пгем скучав„из-за того, что прг1 возникновении колебаний фазаны соотношения в схеме, как было показано в в 6.2, окажутся менее благоприятными. Однако и здесь т,>тнр (при 1-0). и потому колебания начнут нарастать. Стационарный режим, со. ответствующий т,=т,р, наступит ари амплитуде 1, (затухание гй), меньшей 1и (точки А, и Ан). Для шстот в =в„'" и внгт при 1=0 вИ=-тнр, а потому возрастания ко' вебаний не будет. тг На рис. 6126 по точкам, полу- Расстроечному механизму ограничения амплитуды соответствуют характеристи.
кн рис. 6306. Установление стационарных колебаний при расстроечном механизме прн юа=2ыа поясняет рис. 6.11б. Мощность Р , потребляемую в контуре„ принимая в (6.55) гм(1)=сова(, можно считать пропорциональной Р. Прн нарастании амплитуды 1 среднее по 1-й гармонике значение емкости варикапа увеличивается, резонансная часгота уменьшается, возрастает сдвиг фаз ф а потому Р+ согласно (6.54) изменяется не пропорционально )з, а медленнее. Поэтому если при малых амплитудах Р+>Р, то при некотором значении 1га наступает стационарный режим, определяемый равенством (6.63).
При расстроечиом механизме увеличение 1 приводит к смещению пороговых характеристик влево из-за уменьшения резонансной частоты контура, по показано на рнс. 6.13а. На рисунке принято 1,>1а>1;>1,>О. гаа'(са ыа ума а'а ыа д'н а) ~д ~аж 2ыз Рис. 6.13 Предположим. что за счет накачки обеспечивается модуляции емкости с глубиной т=ть Если частота накачки ю =2ым то т>т„р и колебания в контуре начнут нарастать.
Когда амплитуда тока достигнет величины 1а (точка д), вызванный расстройкой контура фазовый сдвиг ф окажется таким, что наступит равенство таз — — щь Следовательно, дальнейший рост амплитуды прекратится, установятся колебания с амплитудой 1ь Для частоты ш=ю'а станк. сварная амплитуда колебаний окажется меньшей (1,), для га=ю' — болыпей (1а). Частотная хараитерпстика генератора 1(юа) окажется несимметричной (рис. 6.136). Так как нарастание колебаний начинается с 1=0, при щ=т, самовозбуждение колебаний имеет место, если югть<юь<ю"- При сгь<югга (например, при ыб ) жар>т, и возбуждение колебаний в результате воздействия флуктуаций малой амплитуды окажется невозможным.
Однако если мы сумеем при ег =ю"„увеличить щ до величины те, при которой колебания возникают, то в случае последующего уменьшения ш до щ~ они сохранятся Колебания при га ч ют можно получить и таким способом." всУществить возбУждение пРи ю =ютта, а затем Уменьшить частотУ ы до же. лаемого значения. Такие явления свойственны жесткому режиму самовозбуждения колебаний и наличяю затягивании. 240 6.5. ОДНОКОНТУРНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ Ранее было отмечено, что в одноконтурном параметрическом усилителе (рис. 6.4) усиление сигнала происходит за счет мощности, передаваемой в контур путем изменения его реактивного параметра, Различают два режима работы такого уаилителя: синхронный и асинхронный (или бигармонический).
Синхронным называется режим, при котором частота накачки вдвое больше частоты усиливаемого сигнала: м =2а. Асинхронным называется режим, при котором оинхронизм между колебаниями накачки и сигнала нарушается, т. е. когда а чь2м. Рассмотрим основные характеристики синхронного режима. Если входное напряжение усилителя меняется по закону п»»х (~вх соз Ы» (6.57) то прн изменении емкости по закону С=Со11+гн з)п(в 1+ф)], (6.58) где для синхронного режима м„=2е», в контур вносится отрицательное сопротивление, определяемое выражением (6.16). Если частота м совпадает с резонансной частотой контура ве= !/ з» Х,С, коэффициент усиления по напряжению К=Узы~/У~~ равен эквивалентной добротности контура Я;.
К=,(~,=ф(г+г ) =Я((1 — Я»соз$). (650) 2 С учетом (6.20) А= (6.60) 1 —— ш»ч» % Наибольший ксэффициент усиления, получающийся прн $=0, раВен (6.61)' )(»»»»»х=Ф(1 О). 2 На рис. 6.14 изображена принципиальная схема одпоконтурного параметрического усилителя иа варикапе. Собственно параметрическим усилителем является контур, состоящий из индуктнвности Т. и варикапа С(1), на вход которого поступает сигнал и Накачка осуществляется от источника ез частоты а через дроссель 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
