Принцип усиления и возбуждения колебаний в параметрическом контуре, страница 5

29. Решите задачу 28 для случая преобразования «вниз» без усиления, когда  и, в частности, для  МГц,  МГц,  Вт.

30. Проанализируйте частотно-энергетические соотношения для случая преобразования «вниз» с усилением в одноконтурной системе при  ( ); для выделения комбинационного колебания используется тот же контур, что и для сигнала (т. е. в схеме рис. 13.8 отсутствует ветвь с контуром на частоте ).

13.4.        Контрольное задание

13.4.1. Параметрическое усиление

В табл. 13.1 и 13.2 заданы схемы параметрического усилителя и данные для расчета. Зависимость емкости от обратного напряжения на p-n-переходе диода приведена на рис. 13.10 (для стабилитрона КВ105). Зависимость индуктивности от управляющего тока (без учета гистерезиса) дана кривой 2 на рис. 13.16. Частота входного сигнала  совпадает с резонансной частотой  контура, а режим накачки синхронный, т. е. .

Требуется:

а) рассчитать резонансную частоту контура и критическое значение амплитуды модуляции параметра ( или ), а также амплитуды накачки ( или ), при котором происходит возбуждение усилителя;

б) определить эквивалентную добротность, а также полосу пропускания усилителя при наличии накачки (для заданного соотношения ) и при ее отсутствии;

в) вычислить коэффициенты передачи (), усиления напряжения () и мощности ();

г) определить и графически изобразить зависимость коэффициента усиления от смещения ( или ) при постоянной амплитуде накачки ( или ), полагая при этом, что режим накачки остается синхронным и синфазным;

д) рассчитать и построить временную диаграмму коэффициента усиления напряжения для асинхронного режима накачки (для заданного ).

    Методические указания

Нелинейную зависимость  или  вблизи рабочей точки  или  можно аппроксимировать линейной зависимостью.

Рис. 13.16

Студенты, выполняющие варианты 4–6, могут принять равной нулю проводимость источника сигнала (), а проводимость эквивалентной нагрузки  – равной проводимости контура .

При выполнении вариантов 6–9 следует определить также значения  и , обеспечивающие согласование контура с источником сигнала, внутреннее сопротивление  которого задано.

13.4.2. Параметрическая генерация

Схема параметрического генератора показана на рис. 13.17. В качестве переменной емкости использованы диоды с обратносмещенным p-n-переходом: либо стабилитроны Д809 (рис. 13.10), либо варикапы КВ105 (рис. 13.16, кривая 1). В каждом «плече» схемы включены параллельно два диода. Общая емкость , образованная встречно-последовательным соединением двух пар диодов, равна емкости одного диода. Общая индуктивность  контура образована последовательным соединением двух обмоток импульсного трансформатора, т. е. . При симметрии схемы напряжение с частотой  отсутствует на выходе (обмотке III), поскольку токи этой частоты протекают через обмотки I и II трансформатора навстречу друг другу.

Данные для расчета приведены в табл. 13.3.

Рис. 13.17

Требуется:

а) рассчитать резонансную частоту контура и минимальное (критическое) значение глубины () и амплитуды () модуляции емкости, а также амплитуды () накачки, необходимое для возбуждения контура в синхронном режиме накачки (для заданного смещения );

б) определить, как изменится добротность контура и параметры, полученные в п. “а”, если абсолютное значение смещения увеличится на 2 В (при  В или уменьшится на 2 В, если );

в) построить амплитудно-частотную и амплитудную характеристики генератора по заданным значениям  и  соответственно, используя при этом соответствующие экспериментальные «топографические» характеристики (рис. 13.15, а – для Д809 или рис. 13.18 – для КВ105);

г) рассчитать и построить зависимость резонансной частоты параметрического контура от напряжения смещения на диодах;

д) изобразить характер зависимости стационарной амплитуды () генерируемых колебаний от смещения () на диодах при фиксированных амплитуде () и частоте () колебаний накачки; воспользуйтесь для этого соответствующими «топографическими» характеристиками.

Рис. 13.18

Таблица 13.1