ОР(21-24). Нелинейный резонансный усилитель
 Скачать 404.28 Kb.
|
|
Нелинейный резонансный усилитель. По используемому частотному диапазону избирательные усилители делятся на два класса – резонансные и с частотно-зависимой ОС. В одной из простейших схем транзисторного резонансного усилителя с на биполярном транзисторе с общим эмиттером нагрузкой коллекторной цепи является параллельный колебательный LC-контур (рисунок 3). Связь с последующим усилительным каскадом или нагрузкой чаще всего осуществляется через разделительный конденсатор. Может также использоваться и высокочастотная трансформаторная связь. Коэффициент усиления резонансного каскада с ОЭ определяется по формуле  где R0 резонансное сопротивление контура, которое заменяет сопротивление нагрузки RКН . Назначение элементов в схеме усилительного каскада рисунка 3 такое же, как и в схеме усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенного по схеме с общим эмиттером. В каскаде для улучшения выходных характеристик используется отрицательная последовательная обратная связь по постоянному и по переменному току, которая задается резисторами R1 , R2 , RЭ . Для устранения отрицательной последовательной обратной связи по переменному току, резистор RЭ , шунтируют конденсатором большой емкости СЭ . Конденсаторы СР1 и СР2 разделительные, разделяют переменные и постоянные составляющие напряжений в схеме. Резисторы R1 и R2 называют резисторами базового смещения. С помощью их падают смещение по напряжению на вход активного элемента, в частности транзистора Т . Резонансные усилители применяются на промежуточных и высоких частотах (свыше сотен кГц). Они выполняются обычно на интегральных микросхемах, которые содержат все элементы принципиальной схемы, кроме колебательного контура (на сравнительно низких частотах). В диапазоне частот до нескольких десятков килогерц резонансные LСконтуры не используют из-за больших габаритов конденсаторов и катушек индуктивностей. Поэтому на достаточно низких частотах применяют избирательные усилители с частотно-зависимой ОС, состоящей из RС-цепей.  Преобразователи частоты. При передаче электрических сигналов на расстояние часто требуется переносить спектр сигнала вверх или вниз по шкале частот. Такой перенос спектра называется преобразованием частоты. Необходимость в преобразовании частот возникает, например, когда спектр сигнала, который нужно передать, расположен на шкале частот значительно ниже полосы пропускания системы передачи. В качестве преобразователя частоты может быть использован усилительный каскад на транзисторе с колебательным контуром (рисунок 14). Предположим, что нужно перенести вверх по шкале частот на величину гармоническое низкочастотное колебание с частотой :  Подадим на вход нелинейного резонансного усилителя кроме этого колебания также высокочастотное колебание с частотой :      Амплитудная модуляция  Таким образом, спектр частот амплитудно-модулированного колебания (или АМ-колебания) состоит из частоты несущего колебания и двух боковых частот, симметричных относительно несущей (рисунок 1.2, б). Амплитуды колебаний боковых частот одинаковые. Спектр исходного сигнала приведен на рисунке 1.2, а. Сравнение спектральных составов АМ-колебания (рис. 1.2 ,6) и тока в цепи с нелинейным элементом при бигармоническом воздействии показывает, что для практического получения АМ-колебания можно использовать нелинейный элемент. Амплитудно-модулированное колебание можно получить также с помощью однотактной диодной схемы, работающей в режиме малых амплитуд, т. е. при аппроксимации вольт-амперной характеристики диода полиномом второй степени. Анализ спектрального состава тока в этом случае ничем не будет отличаться от проведенного выше. Для фильтрации АМ-колебания на выходе диодной схемы включают колебательный контур либо более сложное фильтровое устройство. За счет того, что рабочая точка перемещается в такт с низкочастотным модулирующим колебанием, происходит непрерывное изменение угла отсечки несущего колебания. Амплитуда первой гармоники последовательности импульсов коллекторного тока оказывается непостоянной во времени. Колебательный контур фильтрует коллекторный ток, выделяя на выходе АМ-сигнал, т. е. колебание с амплитудой, изменяющейся пропорционально исходному модулирующему сигналу. Существенный выигрыш по мощности обеспечивается при применении балансной и однополосной модуляций. При балансной модуляции передаются только боковые полосы частот без несущей, а при однополосной модуляции — только одна боковая полоса частот. Подавление несущего колебания происходит в модуляторах, выполненных по балансной и кольцевой схемам. Выделение двух боковых полос в случае балансной модуляции и одной боковой полосы при однополосной модуляции производится фильтрами, включенными на выходах модуляторов. Частотная модуляция Частотная модуляция — вид аналоговой модуляции, при которой модулирующий сигнал управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией здесь амплитуда остаётся постоянной.    |