Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Нелинейное резонансное усиление



В качестве примера использования нелинейных цепей рассмотрим нелинейный резонансный усилитель. Линейные усилители имеют малый КПД из-за небольшой доли переменной составляющей тока I1 от постоянного тока I0, отбираемого от источника питания. Применяются для усиления слабых сигналов в приемных устройствах. В передающих устройствах из-за большой мощности важно поднять КПД, что осуществляется переводом в сильно нелинейный режим с отсечкой тока. Для сохранения структуры усиливаемого сигнала на выходе ставят фильтры (резонансный или связанные контуры), которые для основной частоты имеют большое сопротивление и, следовательно, дадут на выходе большую амплитуду напряжения, а для кратных гармоник – малое сопротивление, сравнимое с коротким замыканием, что определяет малую амплитуду высших гармоник в выходном напряжении.

Принципиальная схема замещения для первой гармоники

резонансного усилителя

Если не учитывать обратной реакции выходного напряжения на ток I1(внутреннее сопротивление транзистора R i>> Zэкв), то

;

;

где - эквивалентное сопротивление контура. Введем среднюю крутизну характеристики для первой гармоники:

, причем . При учете выходного напряжения на ток (конечность Ri) часть тока ответвляется и мы получим:

,

где есть внутренняя проводимость нелинейного элемента, приведенная к току первой гармоники. Заменяя здесь , получим . Отсюда коэффициент передачи . Здесь Scp и Ri зависят от угла отсечки Θ и, следовательно, амплитуды входного напряжения Е. КПД усилителя .

Умножение частоты

Наличие в составе тока усилителя, работающего в нелинейном режиме, гармоник, кратных основной частоте возбуждения, позволяет использовать его в качестве умножителя частоты. Для этого необходимо настроить нагрузочный колебательный контур на частоту выделяемой гармоники. Амплитуды высших гармоник растут при уменьшении угла отсечки.

, где αn = In/Im – n-й коэффициент Берга, определяющий In при заданном максимальном токе через прибор Im. Максимум n-го коэффициента Берга αn max достигается при Θ = 2π/3n. Для каждой гармоники вводится своя средняя крутизна

. Соответственно, и внутреннее сопротивление электронного прибора приводится к используемой гармонике , коэффициент передачи .

 

за счет увеличения сопротивления контура может быть доведено до значения, близкого к . Отношение максимально (близко к двум) при малых Θ, однако при этом снижается амплитуда первой гармоники I1. Практически принимают Θ ≈ π/2, при этом угле α1, а следовательно и , слабо зависит от Θ, а следовательно, и от амплитуды входного сигнала. В этом случае , . При наличии амплитудной модуляции КПД снижается на множитель 1/(1 + M), где М – глубина модуляции. Угловая модуляция на КПД не влияет.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.