Q»m/2 (2)
Коэффициент передачи Т-моста:
Тогда коэффициент передачи избирательного усилителя (ИУ) в соответствии с выражением п.2:
5.Из последнего выражения видно, что коэффициент передачи ИУ на частоте настройки:
а коэффициент усиления ЧИУ в схеме:
Поскольку отношение сопротивлений Rос и Rг следует выбирать так, чтобы ОУ1 не входил в насыщение, то
Поэтому
(3)
6.Изменение частотной характеристики избирательного усилителя при отклонении частоты оценивается коэффициентом gА (амплитудная погрешность):
Для Т-моста:
Поскольку k<<1, то
Тогда
где dw0 = dR + dC - относительное изменение частоты настройки как сумма относительных изменений номиналов элементов от температуры.
После разложения в ряд Маклорена:
Для известного значения добротности и амплитудной погрешности относительное изменение частоты настройки от “ухода” элементов:
(4)
7.Полученные в результате анализа выражения (1), (2), (3) и (4) служат для расчета элементов схемы частотно-избирательного усилителя.
Перед расчетом элементов рассматриваемой схемы нужно определить необходимую добротность ЧИЦ, при которой будет обеспечен заданный коэффициент нелинейных искажений выходного сигнала генератора.
Назначением схемы является формирование гармонического сигнала частоты f с заданным коэффициентом нелинейных искажений Кни, показывающим процентное содержание гармоник высшего порядка в выходном синусоидальном сигнале генератора.
Очевидно, что схема представляет собой замкнутую систему. Наличие в системе ПОС является необходимым условием существования в ней колебаний, т. е. перехода системы в режим автогенератора. Цепь ПОС выполнена на элементах VD1, VD2, R1, R7, регулируемым сопротивлением R1 может настраиваться амплитуда выходного сигнала генератора (рис.1.2). Элементы VD1, VD2 и R7 играют роль ограничителя уровня сигнала, поступающего с выхода генератора, и на диодах он будет иметь прямоугольную форму с амплитудой около 1В, - напряжение, падающее на прямосмещенном p-n-переходе. Всякое отклонение формы напряжения на выходе генератора от синусоидальной (что эквивалентно появлению в выходном сигнале гармоник высшего порядка), определяемое как искажение, отслеживается цепью обратной связи на Т-мосте и ведет к увеличению глубины ООС (что эквивалентно снижению коэффициента передачи ЧИЦ на этих частотах).
Получить выходной сигнал от генератора с заданным коэффициентом нелинейных искажений Кни.вых. можно, если глубина ООС в схеме будет поддерживаться на таком уровне, который приведет к подавлению высших гармоник. Необходимый коэффициент подавления можно определить по формуле:
Кпод.необх.=Кни.вх./Кни.вых.
Поскольку форма ограниченного по амплитуде сигнала в точке А (см. рис.1.2) близка к прямоугольной, то из всех паразитных гармоник амплитуда третьей гармоники будет максимальна. Поэтому основной вклад во входные нелинейные искажения ЧИУ следует оценивать по третьей гармонике. При этом коэффициент нелинейных искажений на входе ЧИУ:
Кни.вх.=Um3/Um1=1/3/1=0.33 (33%)
Это значит, что активный ЧИУ, собранный на элементах R2¸R5, C, DA1.1 должен подавлять все высшие гармоники. Из [8] коэффициент подавления n-ой гармоники:
Кпод.n=dn×Q
где dn - относительная расстройка для n-ой гармоники;
Q - добротность частотно-избирательной цепи.
Необходимое значение добротности ЧИУ определяется по коэффициенту подавления и относительной расстройке для третьей гармоники:
Qнеобх=Кпод/d3 =Кпод/(3-1/3)=Кпод/2.67=33/1.5/2.67=8
Круговая частота настройки Т-моста:
wо = 2pf = 2×3.14×50 = 314[1/c]
Постоянная времени Т-моста:
Т= m/wо = 2Q/wо = 2×8/314 = 0.051[c]
Предельное значение коэффициента усиления выбирается так, чтобы не нарушалось условие баланса амплитуд (в противном случае изменяется глубина ПОС и искажается форма выходного сигнала DA1):
Кус < Кус.пред. = Uвых.макс.DA1/Uвх.макс.
где Uвых.макс.DA1 - справ. (около 10[В]);
Uвх.макс. - напряжение в точке А.
R3/R2 = Кус/(2Q2 + 1)
Расчетные значения номиналов элементов:
С = 0.1[мкФ], R5 = Т/С = 0.051/0.10-6 = 510[кОм],
R6 = R5/m = R5/(2Q) = 510/(2×8) = 31.875[кОм],
R2 = 100[кОм], R1 = 10[кОм], R4 = R8 = 10[кОм],
R3 < R2×Кус/(2Q2 + 1) = 100×100/(2×82 + 1) = 77.519[кОм],
R7 = (Uвых.макс. - Uпр.ср.)/Iпр.ср. = (10 - 1)/0.002 = 4.5[кОм]
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.