Прохождение модулированных сигналов через резонансный усилитель. Нелинейное резонансное усиление, умножение частоты. Амплитудная модуляция изменением смещения. LC-генератор гармонических колебаний с автотрансформаторной обратной связью

Изучите основные вопросы темы по конспекту лекций и литературе [1, с. 231–235; 2, с. 283–286; 4, с. 77–83].

2. Рассчитайте резонансную частоту  и полосу пропускания () контура усилителя c учетом сопротивления шунта () и неполного подключения контура () в цепь транзистора.

3. Рассчитайте среднюю крутизну (), коэффициент резонансного усиления () и выходное напряжение усилителя (): для = 0.1 В,  = 0.1 В;  б) = 0.5 В,  = 0.5 В;  в) = 1.0 В,
 = 1.0 В;  г) = 2.0 В,  = 2.0 В.

Амплитуду тока первой гармоники рекомендуется определять по формуле трех ординат ().

4. Рассчитайте и постройте колебательную (амплитудную) характеристику усилителя

 при .

5. Определите коэффициент модуляции (), фазовый сдвиг  и время задержки  огибающей выходного напряжения. Входной сигнал имеет глубину модуляции  = 100 % и модулирующую частоту . Усилитель работает в режиме класса  А (или В).

6. Определите угол отсечки для оптимальной работы удвоителя и соответствующее напряжение смещения ; амплитуду  входного напряжения частоты  считать: а) постояной и равной 0.5 В; б) переменной и численно равной .

9.5. Практическое задание

1. Определите резонансную частоту и полосу пропускания усилителя при подаче на его вход (гнездо «ВХ1») гармонического колебания  от генератора G1.

По полученным экспериментальным данным вычислите эквивалентную добротность контура усилителя. Сравните полученные параметры с результатами предварительного расчета.

Исследуйте влияние изменения сопротивления потерь контура и сопротивления шунта на резонансную частоту и полосу пропускания уси-лителя.

2. Измерьте выходное напряжение усилителя: для а) для = 0.1 В,  = 0.1 В;   б) = 0.5 В,  = 0.5 В;   в) = 1.0 В,  = 1.0 В; 
г) = 2.0 В,  = 2.0 В.

Определите по полученным данным  резонансный коэффициент усиления. Сравните полученные результаты с рассчитанными в предварительном задании.

3. Исследуйте влияние смещения на спектр и форму напряжения на стоке и истоке транзистора, т.е. на гнездах «ВЫХ1» и «ВЫХ2».

Смещение следует изменять вплоть до запирания транзистора. Зарисуйте две-три характерные осциллограммы и спектрограммы.

4. Снимите колебательную характеристику усилителя.

Величина напряжения смещения U₀ устанавливается по указанию преподавателя:  0,  0.5,  1.0,  1.5,  2.0 В.

5. Подайте на вход усилителя, работающего в линейном режиме усиления, амплитудно-модулированное колебание с M = 100 % и . Измерьте коэффициент модуляции (), фазовый сдвиг  и время задержки  огибающей выходного напряжения. Результаты сравните с расчетными.

6. Переведите усилитель в режим удвоения частоты и снимите зависимость напряжения  (рис. 9.8) от напряжения смещения  при  =
= 0.5 В. Для этого установите частоту колебаний на выходе генератора G1 равной половине резонансной частоты контура, что соответствует настройке контура на вторую гармонику входного колебания.

Зарисуйте осциллограмму для оптимального режима удвоения. При этом сравните измеренное напряжение смещения с рассчитанным в предварительном задании.

Контрольные вопросы

1.  Каковы недостатки линейного режима усиления колебаний?

2.  Поясните принцип работы нелинейного резонансного усилителя.

3.  Изобразите временные диаграммы тока транзистора и выходного напряжения при различных смещениях на затворе.

4.  Что такое угол отсечки тока транзистора и как он зависит от напряжения смещения и амплитуды входного напряжения?

5.  Как вычислить амплитуду тока первой гармоники по вольт-амперной характеристике нелинейного элемента?

6.  Что такое средняя крутизна и как она зависит от напряжения смещения?

7.  Как влияет напряжение смещения на коэффициент усиления (передачи) усилителя на полевом транзисторе?

8.  Дайте определение колебательной характеристики резонансного усилителя. Как влияет напряжение смещения на эту характеристику?

9.  Что такое линейные искажения при усилении АМК? Как влияет добротность контура усилителя на глубину модуляции выходного напряжения?

10.Какова зависимость глубины модуляции и времени задержки огибающей от модулирующей частоты?

11.Почему в нелинейном режиме усиления происходит повышение КПД?

12.Что такое режим умножения частоты? Поясните принцип