Программа Amplifier для моделирования усилительного каскада в режимах генератора с внешним возбуждением, усилителя АМ-сигнала и базового модулятора

Содержание

 
1. Общие сведения о программе.

Программа Amplifier предназначена для моделирования усилительного каскада в режимах генератора с внешним возбуждением, усилителя АМ-сигнала и базового модулятора. Расчёт ведётся для области умеренно высоких частот. В качестве активного элемента может использоваться биполярный транзистор, диод, туннельный диод, а также идеальный линейный элемент.

Вид основного окна программы показан на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Вид главного окна программы.

Графическое представление расчёта сводится к построению 3-мерной диаграммы работы активного элемента (входное напряжение – вольт-амперная характеристика – выходной ток).

Набор параметров сигнала зависит от режима работы каскада. Для ГВВ это напряжение смещения и амплитуда входного напряжения; для усилителя АМ-сигнала – амплитуда входного сигнала, глубина модуляции входного сигнала, а также напряжение смещения; для базового модулятора – амплитуды ВЧ и НЧ сигналов, а также напряжение смещения.

Основными параметрами данной схемы являются напряжение питания, активное сопротивление нагрузки, а также добротность выходного контура.

После расчёта выходного сигнала существует возможность просмотреть спектры выходного и выходного колебания как на выходе активного элемента, так и на выходе колебательной системы, т.е. спектры сигналов в различных сечениях каскада.

Рисунок 1.2. Вид окна показа спектра сигнала.

Спектр входного напряжения рисуется красным цветом, напряжения на выходе активного элемента – светло-синим цветом, напряжения после прохождения колебательной системы – тёмно-синим цветом. Зелёный график представляет собой амплитудно-частотную характеристику колебательного контура. В этом окне также можно посмотреть значение коэффициента гармоник на выходе каскада.

Нажав кнопку «Анимация» можно просмотреть мгновенные значения входного и выходного сигналов, а также текущую позицию на ВАХ активного элемента.

Рисунок 1.1. Вид главного окна программы при включенном режиме анимации.

2. Исследование каскада в режиме ГВВ

Для исследования каскада в режиме ГВВ следует установить переключатель «Режим работы каскада» в положение Генератор с внешним возбуждением, переключатель «Вид вольт-амперной характеристики» – в положение «Транзистор». Рекомендуемые положения переключателей шкал напряжения и тока – 5 или 10 В/дел и 5 мА/дел.

2.1. Установить напряжение смещения, равным напряжению питания, установив таким образом угол отсечки равным 90°. Если напряжение питания равно 12 вольт, то при амплитуде сигнала более 11,6 вольта появляется провал вершины импульса тока, т.е. осуществляется переход от недонапряжённого режима через критический в перенапряжённый. Построить зависимости отношения амплитуд высших гармоник к первой при изменении амплитуды сигнала в недонапряжённом, критическом, слабо- и сильноперенапряжённом режимах U_mi/U_m1 = f(E_см – U_{c m}), а также зависи-мость K_Г = f(E_см – U_{с m}).

Рассчитать КПД в критическом режиме.

Рисунок 2.1. Пример работы каскада в режиме ГВВ. Угол отсечки 90°, перенапряжённый режим.

2.2. Установить значение угла отсечки равным 60° (напряжение смещения высчитать самостоятельно), и повторить измерения вычисления, описанные в пункте 2.1.

2.3. Повторить измерения и вычисления для угла отсечки 120°.

Рисунок 2.2. Пример формирования спектров сигналов в различных сечениях схемы.

3. Исследование каскада в режиме усилителя АМ-сигнала.