ча є коливальний контур з резонансною частотою, ємністю і добротністю. Коефіцієнт включення котушки -. Сток - затворна характеристика транзистора задана у вигляді таблиці 3 і може бути апроксимована в околиці поліномом:
.
Таблиця 1 - Характеристика транзистора до завдання 2
, В
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
, мА
1,6
1,8
2,1
2,5
3
3,8
4,8
6
7,5
9
12
15
20
Потрібно:
1. Побудувати ВАХ польового транзистора. Зобразити тимчасові діаграми вхідної напруги, струму стоку і вихідної напруги помножувача.
2. Визначити коефіцієнти аппроксимирующего полінома.
3. Розрахувати спектр струму стоку і спектр вихідної напруги помножувача. Побудувати відповідні спектрограми і знайти коефіцієнт нелінійних спотворень вихідної напруги.
4. Розрахувати нормовану АЧХ контуру, побудувати її в тому ж частотному масштабі, що і спектрограми, розташувавши їх один під одним.
5. Розрахувати індуктивність і смугу пропускання контуру.
Вихідні дані:
U0 = -3,5 B, Um = 3 B, f1 = 2 МГц C = 120 пФ, P = 0,2
В Примітка: при розрахунках покласти рівним 12 В.
В
В
Малюнок 2.1 - Схема подвоювача частоти.
Рішення:
1. За значеннями, наведеними у таблиці 3, побудуємо ВАХ польового транзистора. Зобразимо тимчасові діаграми вхідної напруги:
U (t) = U0 + Um * cos (wt) (2.1)
В
Малюнок 2.2 -
а) стік-затворна характеристика транзистора.
б) струм стоку.
в) вхідна напруга транзистора.
В
2. Коефіцієнти визначимо, використовуючи метод вузлових точок. Виберемо три точки (Напруги відповідно рівні), в яких апроксимуючий поліном співпадає із заданою характеристикою:
u 1 = - 3,5 В u 2 = -0,5 В u 3 = - 7,5 В
Потім, підставляючи в поліном значення струму, взяті з таблиці 3 і напруги, відповідні цим точкам, отримують три рівняння.
(2.2)
Вирішуючи систему рівнянь (2.2), використовуючи [3] , за допомогою процедури Given-Minerr, визначимо шукані коефіцієнти полінома:
a 0 = 8,25 мА; a 1 = 2,2 мА/В a 2 = 0,26 мА/В 2
Проведемо розрахунок апроксимуючої характеристики в робочому діапазоні напружень за формулою:
(2.3)
3. Спектр струму стоку розрахуємо з використанням методу кратного аргументу [2] . Для цього вхідна напруга підставимо в апроксимуючий поліном і наведемо результат до вигляду:
, (2.4)
де - постійна складова; - амплітуди першої і другої гармонік відповідно;. Після підстановки вхідної напруги в поліном, отримаємо:
(2.5) (2.6)
(2.7)
Підставляючи числові значення коефіцієнтів a 0 , a 1 , a 3 і амплітудне значення вхідної сигналу Um, отримаємо:
I0 = 9.45 I1 = 6.6 I2 = 1.2
Зобразимо спектр струму стоку на малюнку 2.4, використовуючи [3] :
В
Малюнок 2.3 - Спектр струму стоку
Розрахуємо Cпектр вихідної напруги, яке створюється струмом (2.4). Він міститиме постійну складову і дві гармоніки з амплітудами і початковими фазами іВ p>, (2.8)
де - визначимо за формулами:
; (2.9)
; (2.10)
, (2.11)
де - напруга джерела живлення;
- опір котушки індуктивності;
- характеристичний опір контуру; - резонансна частота; - номер гармоніки (). p> Підставивши числові значення для f1, Ec = 12, I0, Q, C, r і розрахувавши проміжні значення:
r = 331,573 Ом, r = 5,526 Ом; R0 = 19890 Oм; F р = 4МГц;
розрахуємо спектр вихідного напруги за допомогою [3] :
U 0 = 11,99 В, U
