Задачи и задания по курсу "Радиотехнические цепи и сигналы"

г) мощность , поступающую от источника питания, мощность , выделяемую в виде тепла на коллекторе транзистора и КПД усилителя .

7. Схема нелинейного резонансного усилителя дана на рис. 10.14, ВАХ транзистора – на рис. 10.15. Параметры усилителя:  кОм,  рад/с, ,  В. Напряжение на входе , В. Влиянием нагрузки на работу транзистора можно пренебречь.

Требуется:

а) выбрать напряжение смещения () так, чтобы обеспечить наибольший КПД усилителя при работе транзистора в режиме класса А;

б) определить напряжения смещения , , , соответствующие углам отсечки: , , ;

в) определить коэффициент усиления для всех четырех режимов;

г) рассчитать КПД усилителя для этих режимов;

д) объяснить результаты, полученные в предыдущем пункте, и указать пути повышения КПД.

8. К нелинейному сопротивлению, характеристика которого аппроксимирована ломаной прямой ( В,  мА/В), приложено напряжение

, В.

Определите, при каком смещении  амплитуда тока второй гармоники максимальна. Найдите ее.

9. Характеристика нелинейного элемента аппроксимирована ломаной прямой ( В,  мА/В). На вход НЭ подан сигнал вида

, В.

Определите  и  для оптимального построения утроителя частоты. Постоянная составляющая тока утроителя не должна превышать  мА.

10. Решите задачу 4 при условии, что контур на выходе НЭ настроен на вторую гармонику входного сигнала.

11. Контур резонансного усилителя (рис. 10.14) настроен на третью гармонику входного сигнала

, В,

где  рад/с. Параметры контура:  нФ; ; коэффициент включения . Проходная характеристика транзистора аппроксимирована ломаной прямой ( В,  А/В).

Найдите колебательную мощность, выделяющуюся в контуре. Величинами меньше 10 % от  можно пренебречь.

10.3.2. Амплитудная модуляция

12. Вольт-амперная характеристика НЭ в схеме амплитудной модуляции (см. рис. 10.2, а, б) аппроксимируется степенным полиномом

,

при этом , .

Запишите уравнение статической модуляционной характеристики и качественно изобразите на одном графике семейство характеристик для: , , .

Какие члены полинома должна содержать ВАХ НЭ, чтобы происходила: а) неискаженная модуляция; б) модуляция с одновременным подавлением несущей частоты?

13. По статической модуляционной характеристике, полученной в задаче 12, изобразите динамическую модуляционную характеристику для  и . Запишите выражение для тока первой гармоники, если на входе НЭ действует напряжение , а ВАХ аппроксимируется по-прежнему полиномом третьей степени.

14. По результату решения задачи 13 определите коэффициент нелинейных искажений огибающей тока первой гармоники.

15. На НЭ схемы амплитудной модуляции (см. рис. 10.2, а, б) подается напряжение

, В.

ВАХ задана уравнением

, мА.

Определите коэффициенты модуляции  тока в НЭ и напряжения  на контуре, если контур настроен на несущую частоту колебания и имеет добротность .

16. Вольт-амперная характеристика НЭ аппроксимируется ломаной прямой ( В,  мА/В).

Воспользовавшись методом угла отсечки, постройте семейство статических модуляционных характеристик для значений амплитуды ВЧ сигнала  В,  В,  В. Каждая характеристика должна строиться не менее чем по 10 расчетным точкам.

17. На рис. 10.16 показана ВАХ нелинейного элемента. Используя метод трех ординат, постройте семейство статических модуляционных характеристик для значений амплитуды ВЧ сигнала  В,  В,  В.

Рис. 10.16                                                          Рис. 10.17

18. При снятии статической модуляционной характеристики для  получены следующие данные (рис. 10.17):

, В	0	0.5	0.1	0.2	0.3	0.4	0.45	0.5
, мА	0	1	2	6	10	14	14.8	15

Определите параметры модулирующего сигнала  и , обеспечивающие максимальную глубину неискаженной модуляции . Для выбранного  постройте динамическую модуляционную характеристику.

19. Транзистор, используемый в амплитудном модуляторе, имеет ВАХ, которая может быть аппроксимирована ломаной прямой ( В,  мА/В). На транзистор воздействует сигнал

, В.

Определите коэффициент модуляции  по току первой гармоники.

20. Схема модулирующего устройства приведена на рис. 10.14. Зависимость тока в цепи коллектора от напряжения базы задана уравнением

, мА.

На вход транзистора подаются напряжения несущей частоты 1 Мгц и звуковой частоты 2 кГц с амплитудой 1 и  В соответственно. Параметры контура:  мкГн; ; .

Определите емкость конденсатора, коэффициент модуляции по напряжению и запишите напряжение на выходе (в точках а, б). Шунтированием контура выходным сопротивлением транзистора можно пренебречь.

21. ВАХ нелинейного элемента аппроксимирована степенным полиномом , мА, при  В. К НЭ приложено напряжение

.

Найдите коэффициент модуляции  первой гармоники тока и амплитуды тока несущей и боковых частот.

22. Схема модулятора приведена на рис. 10.14. В модуляторе использован транзистор, проходная характеристика которого может быть аппроксимирована ломаной прямой ( В,  мА/В). На вход транзистора подается напряжение

, В,

где  В,  кГц,  кГц.

Добротность контура . Значение  настолько мало, что шунтированием контура транзистором можно пренебречь.

Определите начальное смещение  и амплитуду напряжения модулирующей частоты , которые обеспечат максимальное значение  при неискаженной модуляции, а также соответствующий коэффициент модуляции  выходного напряжения.