 |
Построение эквивалентной схемы заданной цепи для рабочего диапазона частот
|
|
|
|
Полоцкий государственный университет
Кафедра радиоэлектроники
КУРСОВАЯ РАБОТА
по курсу: «Радиотехнические цепи и сигналы»
на тему: «Анализ прохождения радиосигнала
через линейный
резонансный усилительный каскад».
СОДЕРЖАНИЕ
1. Задание и исходные данные …………………..…………………………………….....….4
 |
2. Анализ схемы ……………………………………………………………….....................….5
3. Построение эквивалентной схемы заданной цепи для рабочего диапазона частот………………………………………………………………………………………........6
4. Определение параметров линейной схемы на резонансной частоте ……………......8
5. Нахождение передаточной функции цепи по напряжению. Построение АЧХ и ФЧХ схемы для рабочего диапазона частот ………………………………..….…9
6. Построение управляющего сигнала. Расчет и построение амплитудо-частотного и фазо-частотного спектров управляющего сигнала..…………………………………….12
7. Аплитудно-модулированное колебание. Его амплитудо-частотный и фазо-частотный спектры………………………………………………………………………………………..14
8. Отклик схемы на амплитудно-модулированное колебание…………………….…..15
9. Импульсная характеристика схемы …………………………………………………....17
10. Выводы……………………………………………………………….……………….…..18
11. Список литературы………………………………………………………………….…. 21
Задание и исходные данные
Для решения задач курсовой работы необходимо:
1. Объяснить, письменно, работу схемы и назначение всех элементов;
2. Изобразить эквивалентную схему заданной цепи в рабочем диапазоне частот; 
3. Определить параметры линейной схемы замещения на резонансной частоте контура;
|
|
|
4. Найти передаточную функцию по напряжению относительно расстройки, построить графики К(ξ),φ(ξ);
5. Рассчитать и построить АЧ и ФЧ спектры управляющего сигнала;
6. Записать аналитическое выражение АМ сигнала с модуляцией по закону: φн=0, ω0 = ωр, U0=0,2 В. Записать функцию спектральной плотности;
7. Построить АМ сигнал и графики АЧ и ФЧ спектра АМ сигнала;
8. Найти отклик схемы при воздействии на ее вход АМ сигнала. Построить графики АЧ и ФЧ спектра АМ сигнала на выходе.
9. Определить импульсную характеристику цепи, построить её график;
Исходная схема приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Исходная схема
Исходные данные:
R1=82 кОм
C1=9100 пФ
C2=910 пФ
C4=3,3 мкФ
L1=600 мкГн
L2=800 мкГн
M=200 мкГн
Rн=47 кОм
Сн=80пФ
QL=100
Параметры транзистора:
fраб=200 МГц
СЗИ = 12 пФ;
СЗС = 5 пФ;
S = 3 мСм.
Управляющий сигнал приведен на рисунке 2, где Е=9 В, τ – длительность сигнала.
3τ/4 τ
τ /4 τ /2
Рисунок 2 – Управляющий сигнал
Анализ схемы
Определение резонансной частоты:
Так как полевой транзистор является схемой с распределенными параметрами, то частотный диапазон схемы ограничен.
Для оценки усилительных свойств транзистора вводится понятие граничной частоты по крутизне и обозначается как 
.
На этой частоте модуль крутизны уменьшается в 1,4 раза по сравнению низкой частотным значением, граничная частота определяется по формуле:
Для расчета будем считать что 
= 200Ом.
Рассчитаем граничную частоту:
Объясним назначение каждого из элементов схемы представленной на рис.1.
- Конденсатор С4 – разделительная емкость обеспечивает гальваническую развязку входа цепи каскада от источника сигнала (отсекает постоянную составляющую).
- Сопротивление R1 – задает смещение цепи затвора.
- Катушки L1 и L2 образуют магнитную связь.
|
|
|
- Катушка L1,конденсаторы C1,С2 и Сн(ёмкостная составляющая Zн) – образуют частотоизберательную систему каскада;
- Zн – сопротивление нагрузки.
Построение эквивалентной схемы заданной цепи для рабочего диапазона частот
Для уменьшения количества контуров произведем следующие преобразования показанные на рисунке 3.
Рисунок 3 – Преобразование исходной схемы
Этим преобразованиям соответствуют следующие расчёты:
Так как граничная частота fs много меньше резонансной частоты fр можем использовать схему замещения.
С учетом того, что транзистор работает в узкополосном режиме вблизи резонансной частоты, эквивалентную схему транзистора целесообразно преобразовать в следующий вид. Результат преобразования представлен на рисунке 4
Рисунок 4 - Схема замещения транзистора - 1
В результате данного преобразования проводимости ветвей будут комплексными, но не будут зависеть от частоты.
При расчете узкополосных схем целесообразно рассматривать транзистор как проходной четырехполюсник. В этом случае он будет полностью охарактеризован 4-мя параметрами, которые являются комплексными, но частотно независимыми. Для заданной схемы перейдем от параметров виде Y-параметров к Z- параметрам. Результат представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 - Схема замещения транзистора - 2
Таким образом, схема примет вид, представленный на рисунке 6
Рисунок 6 - Итоговая схема преобразований
|
|
|
