МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра теоретичної радіотехніки і радіовимірювань
ДОСЛІДЖЕННЯ АПЕРІОДИЧНОГО ПІДСИЛЮВАЧА
Методичні вказівки до лабораторної роботи № 10
з предмету “Сигнали та процеси в радіоелектроніці”
для студентів базового напряму “Радіотехніка”
ЗАТВЕРДЖЕНО
на засіданні кафедри
“Теоретична радіотехніка
та радіовимірювання”
Протокол № 5 від 30 грудня 2003 р.
Львів 2003
Дослідження аперіодичного підсилювача. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 10 з предмету “Сигнали та процеси в радіоелектроніці” для студентів базового напряму “Радіотехніка” /Упорядники: Желяк Р.І., Мелень М.В.- Львів: НУ ЛП, 2003. - с. 11.
Упорядники: Желяк Р.І., доц., канд. техн. наук,
Мелень М.В., доц., канд. техн. наук.
Рецензенти: Волочій Б.Ю., доц., канд. техн. наук,
Бондарєв А.П., доц., канд. техн. наук.
Відповідальний за випуск: Надобко О.В., доц., канд. техн. наук.
© Желяк Р.І., Мелень М.В., 2003
МЕТА РОБОТИ
Метою роботи є дослідження процесу аперіодичного підсилення коливань в нелінійному колі при гармонічній вхідній дії.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ
Одним з найпоширеніших процесів перетворення сигналів є процес підсилення коливань. Звичайно для забезпечення такого процесу в радіоелектронному колі використовують нелінійні “активні” компоненти – електровакуумні та напівпровід-никові прилади, інтегральні мікросхеми тощо. Радіоелектронні кола, в яких здійсню-ється процес підсилення коливань називають підсилювачами. В залежності від того, яка величина вихідного сигналу є більшою від вхідної розрізняють підсилювачі напруги, струму або потужності коливань.
Підсилювач коливань може працювати у різних режимах.
При незначній інтенсивності коливань сигнал на виході підсилювача є пропорційним зміні сигналу на його вході і вважають, що підсилювач працює у лінійному режимі.
При збільшенні інтенсивності коливань на вході підсилювача внаслідок нелінійної залежності характеристик (вольт-амперних, передавальних тощо) підси-лювальних компонентів спостерігаємо порушення пропорційного зв’язку між змі-ною інтенсивності сигналів на вході і виході підсилювача.
EMBED Visio.Drawing.4
Рис. 1. Аперіодичний підсилювач на польовому транзисторі – а) та часові діаграми сигналів при дії на його вході гармонічного сигналу – б).
Як видно з рис. 1, дія на вході аперіодичного підсилювача сигналу гармонічної
форми, викликає на його виході періодичний негармонічний відгук, що свідчить про нелінійне спотворення сигналу в підсилювачі та появу у вихідному сигналі спект-ральних складових, які відсутні у вхідному сигналі. Значення амплітуд цих складо-вих легко отримаємо на підставі виразів, які наближено описують (апроксимують) властивості нелінійних характеристик підсилювача.
У випадку поліноміальної апроксимації нелінійної залежності струму стоку уніполярного транзистора від напруги на його затворі (амплітудно-передавальної характеристики (АПХ)) поліномом третьої степені
EMBED Equation.3 (1)
де a0, a1, a2, a3 - коефіцієнти апроксимації) при гармонічній дії на вході підсилювача
EMBED Equation.2 , (2)
після підстановки виразу (2) в (1), отримаємо:
EMBED Equation.3
(3)
EMBED Equation.3
З проведеного аналізу бачимо, що дія елементарного гармонічного коливання (2) на аперіодичний підсилювач, спричинює появу на його виході складного періодичного коливання, складовими якого є постійна складова U0 і гармоніки, амплітуди яких відповідно рівні:
EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 ;
EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 .
Спектр вихідного сигналу є лінійчастим (рис. 2), тобто містить ряд складових з кратними до частоти вхідного сигналу частотами (к = к0), які називають гармоніками. Номер найвищої гармоніки спектра рівний степені полінома.
Постійна складова вихідного сигналу і амплітуди парних гармо...
