Принцип усиления и возбуждения колебаний в параметрическом контуре, страница 3

Отметим важную особенность такой системы – нечувствительность системы к соотношению фаз сигнала и накачки.

В схеме рис. 13.8 сигнал и комбинационное колебание функционируют в двух контурах, поэтому такую систему называют двухконтурной. Система может содержать несколько контуров, настроенных на различные комбинационные частоты.

13.3.        Задачи

13.3.1. Вносимое сопротивление

1. К зажимам параметрического конденсатора приложено небольшое гармоническое колебание  (рис. 13.9, а-в). Емкость конденсатора изменяется по закону  (рис. 13.9, г) в режиме синхронной накачки, т. е. .

Определите характер (знак) вносимого сопротивления, если напряжение на емкости имеет вид: а) рис. 13.9, а; б) рис. 13.9, б; в) рис. 13.9, в.

2. Напряжение сигнала на параметрической емкости   изменяется по гармоническому закону . Емкость конденсатора изменяется во времени  .

Определите наименьшее по модулю значение , при котором: а) , если ; б) , если .

3. Вольт-фарадная характеристика варикапа показана на рис. 13.10. К нему приложены смещение  В, напряжение накачки  и сигнал , .

Определите максимальную величину вносимого сопротивления, а также параметры сигнала  и , при которых обеспечивается условие максимума, т. е. .

Рис. 13.9                                             Рис. 13.10

4. По данным предыдущей задачи определите вносимое сопротивление, если частота  входного сигнала увеличилась на  рад/с.

5. Вычислите наибольшее вносимое сопротивление  в контур, образованный емкостью  нФ и индуктивностью  мкГн.

13.3.2. Параметрическое усиление

6. К параметрическому контуру, схема которого дана на рис. 13.1, приложено небольшое гармоническое напряжение с частотой . Возможные варианты напряжения на емкости приведены на рис. 13.9, а, б, в. Емкость конденсатора изменяется по гармоническому закону в режиме синхронной накачки (рис. 13.9, г).

Какому напряжению на емкости (рис. 13.9, а, б, в) соответствует на графике рис. 13.11: а) точка А; б) точка В; в) точка С?

Рис. 13.11

7. Параметрический контур образован емкостью  пФ и индуктивностью  мкГн. Сопротивление потерь контура 20 Ом.

Определите, с какой частотой и в каких пределах надо изменять индуктивность контура, чтобы его эквивалентная добротность стала равной 400. Вычислите также коэффициент усиления напряжения .

8. Вычислите эквивалентную добротность и коэффициент усиления последовательного колебательного контура (рис. 13.1), образованного индуктивностью 1 мГн, емкостью

 пФ;

сопротивление потерь контура 40 Ом. Определите также полосу пропускания контура при наличии и отсутствии модуляции емкости.

9. Параметрический усилитель, схема которого приведена на рис. 13.1, предназначен для усиления сигналов в синхронном режиме на частоте  рад/с. Индуктивность и сопротивление потерь контура соответственно равны: 160 мкГн и 25 Ом.

Определите смещение и амплитуду напряжения накачки на варикапе, вольт-фарадная характеристика которого приведена на рис. 13.10 (и может аппроксимироваться линейной зависимостью в окрестности ), для получения коэффициента усиления напряжения .

10. По данным предыдущей задачи определите максимально допустимое значение амплитуды вариации емкости и напряжения накачки, при которых усилитель сохраняет устойчивость.

11. На вход параметрического усилителя (рис. 13.2) подается сигнал  В. Параметры усилителя:  пФ,  мкГн,  Ом.

Вычислите коэффициент усиления напряжения. Постройте временную диаграмму огибающей выходного напряжения.

12. Параметрический усилитель, представленный эквивалентной схемой рис. 13.3, б, имеет параметры:  Cм,  См, . При какой величине вносимой проводимости  коэффициент усиления мощности составит: а) 20 дБ б) 40 дБ; в) бесконечно большую величину, т. е. усилитель окажется на пороге самовозбуждения.

13. Параллельный параметрический контур (рис. 13.3) функционирует в режиме синхронной синфазной накачки на резонансной частоте  рад/с. Найдите напряжение на нагрузке и рассеиваемую в ней мощность при наличии и отсутствии модуляции емкости, если известны:  кОм,  кОм,  мА,  пФ. Определите также коэффициент усиления мощности.

14. По данным предыдущей задачи определите добротность  и полосу пропускания  при наличии и отсутствии модуляции емкости.