4 Вопросы для самостоятельной подготовки
Методы аппроксимации нелинейных характеристик, их сущность, условия применения.
Методы спектрального анализа нелинейных цепей, их сущность, условия применения.
Спектр тока в цепи с нелинейным безынерционным элементом:
при гармоническом воздействии;
при воздействии суммы гармонических сигналов с различными частотами.
Что такое угол отсечки тока нелинейного элемента? Как зависит он от напряжения смещения и от амплитуды входного сигнала?
Принцип работы нелинейного резонансного усилителя и умножителя частоты на основе транзисторного усилителя.
Энергетические преимущества режима работы усилителя с отсечкой тока по сравнению с линейным усилением. Оценка КПД.
Приведите временные и спектральные диаграммы, поясняющие процессы преобразования формы сигнала и его спектра в нелинейном резонансном усилителе и умножителе частоты (при удвоении и утроении частоты):
на входе;
тока нелинейного элемента;
на выходе.
Поясните сущность оптимального угла отсечки.
Оценка нелинейных искажений в выходном сигнале при нелинейном резонансном усилении и умножении частоты.
Сущность преобразования частоты (с приведением спектральных диаграмм).
Приведите простейшие схемы нелинейного резонансного усилителя, умножителя и преобразователя частоты на транзисторе.
Изложите содержание лабораторного задания к данной работе.
5 Описание лабораторного макета
Работа выполняется на блоке № 1 (рисунок 3), который позволяет проводить следующие исследования:
преобразование формы и спектра сигнала нелинейным элементом при гармоническом и бигармоническом воздействии;
нелинейное резонансное усиление;
умножение частоты;
преобразование частоты.
Рисунок 3 – Блок 1
Нелинейный преобразователь выполнен на основе усилительного каскада на полевом транзисторе. Форма и спектр тока в стоковой цепи полевого транзистора наблюдаются при включении в эту цепь активного сопротивления (кнопкой "R вкл"). При нелинейном резонансном усилении, умножении и преобразовании частоты нагрузкой усилительного каскада является параллельный колебательный контур, который подключается кнопкой "LC вкл". Его резонансная частота находится в пределах 13...15 кГц. Сигналы на входы преобразователя подаются от внешних генераторов. Точное значение частоты устанавливается с учетом значения резонансной частоты контура конкретного макета – по получению максимума напряжения на нем.
Возможность изменения добротности нагрузочного колебательного контура путем подключения дополнительного сопротивления Rш (кнопкой "Rш") позволяет изучать качество фильтрации полезных спектральных составляющих и оценивать величину нелинейных искажений выходного сигнала по виду его спектра при умножении и преобразовании частоты.
Подключение измерительных приборов к схеме для подачи сигналов и наблюдения исследуемых процессов осуществляется с помощью гнезд. Регулятор смещения и вольтметр для измерения его величины расположены на передней панели верхнего блока макета.