В.Н. Васюков - Теория электрической связи (1266498), страница 31

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

Текст из файла (страница 31)

При помощи каких схем можно реализовать угловую модуляцию?8. Как выполнить демодуляцию УМ колебаний?9. Какие частоты будут присутствовать в спектре тока, протекающего через параметрический элемент, если крутизна меняетсяпо закону s(t )  S0  S1 cos( 1t )  S2 cos( 2t ) , а напряжение – позакону u(t )  U0  U1 cos( 0t ) ?УПРАЖНЕНИЯ1. Найдите формулы, связывающие коэффициенты в выражениях (5.2) и (5.9) для N  2 .2. Постройте колебательную характеристику нелинейного усилителя при кусочно-линейной аппроксимации ВАХ нелинейногоэлемента (примите Uн  1 В, U0  1,5 В, S  2 мА/В).3.

Повторите расчеты для Uн  1 В, U0  0,5 В, S  2 мА/В.Сравните результаты.4. Тональное АМ-колебание характеризуется следующими параметрами. Амплитуда колебания верхней боковой частоты 10 В.Коэффициент модуляции 0,25. Определите среднюю мощность несущего колебания и отношение суммарной мощности боковых кмощности несущего. Постройте спектральную диаграмму.5.

Радиопередатчик с амплитудной модуляцией излучает мощность 10 Вт в отсутствие модулирующего колебания. Найдите пиковую (максимальную) мощность при тональной модуляции, есликоэффициент модуляции равен 0,5; 1.6. Нелинейный элемент, используемый в амплитудном модуляторе, имеет вольт-амперную характеристику i  0,01u 2 . К диодуприложено напряжение u (t )  0,5  0, 2cos t  0,1cos t . Определите коэффициент модуляции тока (все величины даны в системеСИ,  – частоты несущего и модулирующего колебаний соответственно).7.

Запишите выражение для напряжения на параллельномколебательном контуре диодного модулятора, описанного вразд. 5.4.2, учитывающее зависимость сопротивление контура отчастоты. Получите выражение, связывающее уменьшение коэффициента модуляции с частотой модулирующего гармонического колебания и с добротностью контура.6.

ЦЕПИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮнекоторых случаях полезные измененияВсвойств цепей достигаются введением так называемой обратной связи (ОС). При этом к основной цепи (прямо-му каналу) подключается цепь обратной связи, через которую выходной сигнал прямого канала воздействует на его вход (рис. 6.1).Такая ОС называется внешней. Иногда обратная связь возникает засчет соответствующего соединения элементов схемы и в ней явноне выделяется цепь ОС; такая обратная связь называется внутренней. В некоторых случаях обратная связь возникает против волисоздателя устройства и является нежелательной; такая ОС называется паразитной.Uвх(p)+K(p)Uвых(p)(p)Рис. 6.1. Цепь с обратной связьюПри анализе цепей с ОС принято рассматривать входные и выходные сигналы в операторной форме; соответственно цепи характеризуются операторными передаточными функциями.Выразим изображение выходного сигнала через передаточнуюфункцию прямого канала и изображение сигнала на его входеU вых ( p )  K ( p ) U вх ( p )  ( p )U вых ( p )  .Решая это уравнение относительно Uвых ( p) , получаемU вых ( p) U вх ( p) K ( p).1  ( p) K ( p)1986.

ЦЕПИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮПередаточная функция цепи, охваченной обратной связью,находится как отношение изображений выходного и входного сигналовKос ( p) K ( p).1  ( p) K ( p)(6.1)От изображений перейдем к частотному описанию цепи; комплексная частотная характеристика цепи с ОСKос ( j ) K( j ).1  ( j )K ( j )(6.2)Из полученного выражения видно, что, во-первых, КЧХ цепи с ОСотличается от КЧХ прямого канала, и, во-вторых, это отличие, определяемое знаменателем дроби, различно на разных частотах. Таким образом, обратная связь в общем случае является частотнозависимой.6.1. ВИДЫ ОБРАТНОЙ СВЯЗИВлияние ОС на характеристики цепи принципиально различнов зависимости от того, увеличивается (по модулю) коэффициентпередачи цепи при введении ОС или уменьшается.

Различают двачастных случая:1) если 1  ( j ) K ( j )  1 , обратная связь называется отрицательной;2) если 1  ( j ) K ( j )  1 , обратная связь называется положительной.Эти два частных случая не исчерпывают всех видов ОС. Очевидно,возможна ситуация, когда обратная связь является положительнойдля одних частотных составляющих и отрицательной для других.Исторически первой в радиотехнике и связи стали использовать положительную ОС, так как она увеличивает коэффициентусиления усилителя и используется для самовозбуждения автогенераторов88. Отрицательная ОС была впервые примененаХ.

Блэком для расширения полосы пропускания усилителя89.88Примером более раннего использования отрицательной ОС в техникевообще можно считать центробежный регулятор Уатта.89Интересные исторические подробности см. в [14].1996.1. Виды обратной связи6.1.1. ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬРассмотрим резонансный усилитель, в котором обратнаясвязь создается катушкой обратной связи Lсв , индуктивно связанной с колебательным контуром, служащим нагрузкой усилителя(рис. 6.2). КЧХ усилителя без ОС определяется в окрестности резонансной частоты 0 выражением [8] SRэкв,K( j ) 1 j 0где  2Q– обобщенная расстройка, Q – добротность кон0тура, Rэкв – эквивалентное сопротивление контура на резонансной2Q2частоте. Введем обозначение к для постоянной0времени контура, тогдаK( j ) 0.7 SRэкв1+j (  0 )к.(6.3)Введем положительную обратную связь с коэффициентом 0(знак ОС определяется полярностью подключения катушки связи,а абсолютная величина 0 – соотношением чисел витков катушек),тогда КЧХ усилителя согласно (6.2) будет равнаKос ( j )  SRэкв 1+j (  0 ) к SRэкв11 01+j (  0 ) кLсв SRэкв0 SRэкв  j ( EпLCuвыхuвхEпРис.

6.2. Усилитель с ОС0) к2006. ЦЕПИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ SRэкв1  0 SRэкв1  j( 0)к.0 SRэкв1Сравнение полученного выражения с (6.3) свидетельствует отом, что введение ПОС эквивалентно увеличению Rэкв и к в1раз, что, в свою очередь, равносильно повышению1  0 SRэквдобротности контура; степень повышения определяется тем, насколько величина 0 SRэкв близка к единице.

На рис. 6.3 показаноизменение АЧХ резонансного усилителя после введения положительной ОС. Для этого случая 0 SRэкв  0.75 , поэтому коэффициент усиления на резонансной частоте увеличился в 4 раза, такжев 4 раза уменьшилась полоса пропускания по уровню 0,707. Усилитель с ПОС называется регенеративным (иногда положительнаяОС также называется регенеративной).|K ос( j )|1–SR экв0 SR эквSRэкв0Рис. 6.3.

Изменение АЧХ усилителя послевведения ПОС6.1.2. ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬДля простоты положим, что цепь обратной связи являетсячастотно-независимой и коэффициент обратной связи равен( j )   0 . Тогда выражение (6.2) принимает видK( j )KOC ( j ) .(6.4)1 0K ( j )2016.1. Виды обратной связиОдно из полезных свойств отрицательной ОС состоит в снижении чувствительности цепи к нестабильности характеристик прямого канала. В большинстве случаев прямой канал содержит активные (усилительные) элементы, подверженные старению,температурному дрейфу и другим вредным факторам. Кроме того,все активные элементы имеют значительный производственныйразброс параметров, который приводит к изменениям характеристик цепи при замене активного элемента (например, при ремонте).Отрицательная ОС уменьшает чувствительность цепи к подобнымфакторам.

В самом деле, если в выражении (6.4) положить0K( j) 1 ,то, очевидно, КЧХ цепи с отрицательной обратной связью (ООС)K OC ( j ) 10практически не зависит от прямого канала, а значит, и от его нестабильности.Для более точного анализа рассмотрим полный дифференциалфункции KOC ( j ) по отношению к коэффициентам передачи прямого и обратного каналов (зависимость от частоты для простотывыкладок опускается):dK OC 10K1 K OCKdK  OC dK 00K20K dK 02dK21 0K 0,откуда получаемdKOCK d1dK 0KOC 1  0 K K 1  0 K00.Это выражение демонстрирует зависимость относительной нестабильности коэффициента усиления цепи с ООС от относительных2026. ЦЕПИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮнестабильностей прямого и обратного каналов. Видно, что при0K 1dKOCdKOC00,т.е.

относительная нестабильность коэффициента усиления цепи сглубокой ООС определяется только нестабильностью цепи ОС.Поскольку цепь ОС, как правило, не содержит активных элементов, ее стабильность на порядки превосходит стабильность прямого канала.Пример 6.1. Пусть имеется усилитель мощности с коэффициdKентом усиления 10 и относительной нестабильностью 0,2 .KНеобходимо обеспечить относительную нестабильность в сто разменьше [14].Для этого следует включить каскадно с усилителем мощностипредварительный усилитель с коэффициентом усиления 100 и охватить оба усилителя отрицательной ОС с коэффициентом  0,099 .Тогда общий коэффициент усиления останется равным 10:KOC 1000 10 .1  0,099 1000При этом его относительная нестабильностьdKOC1dK 0,002 .KOC 1  0 K K(Здесь принято, что нестабильность цепи ОС пренебрежимомала.)◄Ранее мы увидели, что положительная ОС сужает полосу пропускания цепи.

Характеристики

Список файлов книги