Обмен учебными материалами


VI. Текст лекции



УТВЕРЖДАЮ

Начальник 2 кафедры

полковник

А. Давыдов

«_____» ____________ 2013 года

ЛЕКЦИЯ

по учебной дисциплине «Схемотехника телекоммуникационных устройств»

(Д-0203)

Тема № 4 «Преобразователи частоты» Занятие № 24 «Простые диодные преобразователи частоты»

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической комиссии)

Протокол № _____ от

«_____» ____________ 2013 года

Санкт-Петербург

I.Учебные цели:

1. Изучить схемы преобразователей частоты и их основные свойства.

2. Привить умение активного и целенаправленного изучения учебного материала.

II. Воспитательные цели:

1. Формировать у курсантов творческое мышление, сознательность и ответственность, познавательный интерес к радиоэлектронике

2. Развитие профессионально важных качеств военных специалистов.

.

III. Расчет учебного времени

Содержание и порядок проведения занятия Время, мин. ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Учебные вопросы: 1. Простой диодный ПЧ 2. Режимы работы нелинейного элемента в ПЧ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

IV. Литература

1. Сизяков В.Н., Сопин С.П. Усилители электрических сигналов. Курс лекций по дисциплине НРТУ. Часть 2: ЛВВИУС, 1993. - 256с.

2. Павлов В. Н., Ногин В. Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов. М.: Горячая линия - Телеком, 2003.- 320с.

3. Войшвилло Г.В. Усилительные устройства. М.: Радио и связь, 1983

V. Учебно-материальное обеспечение

наглядные пособия: слайды по теме.

технические средства обучения:мультимедийный комплекс.

VI. Текст лекции

1.Простой диодный преобразователь частоты.

Схемы, в которых используется один нелинейный элемент, называют простыми преобразователями частоты.

Наиболее простым нелинейным элементом является диод, он может использоваться без источников питания. Схема простого диодного преобразователя частоты показана на рис.1.

Рис.1

Спектр выходного тока простого диодного преобразователя совпадает с тем, который был получен для нелинейного элемента при действии на него двух колебаний, в нем содержатся:

- гармоники сигнала с частотами ;

- гармоники гетеродина с частотами ;

- комбинационные составляющие с частотами .

Диод имеет одну вольтамперную характеристику, поэтому четыре внутренних параметра обобщенной схемы преобразователя сводятся к двум:

S0 – постоянная составляющая крутизны вольтамперной характеристики диода.

Sm 1 – амплитуда первой гармоники крутизны вольтамперной характеристики диода.

Крутизна вольтамперной характеристики определяется как

Внешние параметры диодного преобразователя:

Для нахождения внешних параметров преобразователя надо знать внутренние, а их величины определяются режимом работы диода в схеме преобразователя частоты.

2. Режимы работы преобразователя частоты.

Диод в преобразователе частоты можно считать линейным, для напряжения сигнала малой амплитуды, элементом с переменным под действием напряжения гетеродина параметром. Под действием напряжения гетеродина изменяется крутизна вольтамперной характеристики диода на рабочем участке.

В зависимости от амплитуды напряжения гетеродина различают два режима работы диода в преобразователе частоты:

- нелинейный ;

-ключевой.

2.1.Нелинейный режим работы преобразователя частоты.

Начальный участок вольтамперной характеристики диода при прямом напряжении хорошо аппроксимируется полиномом второй степени, при больших прямых напряжения ток диода растет линейно.

Для обеспечения нелинейного режима, амплитуда напряжения гетеродина не должна превышать протяженности квадратичного участка вольтамперной характеристики диода (рис.2). Крутизна вольтамперной характеристики на этом участке является линейной функцией напряжения.

Рис.2

Под действием напряжения гетеродина крутизна изменяется и имеет вид косинусоидальных импульсов. Используя метод угла отсечки, можно найти:

Загрузка...

Здесь Smax – максимальное значение крутизны характеристики диода, соответствующее амплитуде напряжения гетеродина;

– коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов, коэффициенты Берга, они зависят только от угла отсечки. Обычно напряжение смещения в диодных схемах преобразователей отсутствует, и тогда:

2.2.Ключевой режим работы преобразователя частоты.

Ключевой режим работы обеспечивается при больших значениях Um г, когда работа происходит в основном на линейном участке вольтамперной характеристики диода и ее можно аппроксимировать отрезками прямых (рис.3).

Рис.3

Пунктирной линией (линия 1) показана реальная характеристика диода, сплошной линией (линия 2) – аппроксимированная характеристика. Крутизна аппроксимированной характеристики принимает только два значения: 0 и Smax. Под действием напряжения гетеродина крутизна изменяется в виде прямоугольных импульсов. При разложении в ряд Фурье:

При больших величинах Um г можно считать .

Существует линейный режим работы преобразователя, при котором рабочую точку выбирают в середине квадратичного участка вольтамперной характеристики, а Um г не должна выводить диод за пределы квадратичного участка. При этом крутизна будет изменяться по тому же закону, что и напряжение гетеродина. Этот режим работы требует использования смещения (дополнительного источника питания) и характеризуется малым значением Sm1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Простые и сложные схемы преобразователей частоты отличаются спектрами выходного тока. Диоды в любой схеме могут работать в нелинейном или ключевом режимах. В качестве нелинейных элементов в простых и сложных схемах могут быть использованы транзисторы. В транзисторных схемах Кпр. может быть больше 1. Материал лекции будет использован в практическом занятии 26. Для самостоятельной работы можно использовать литературу [3] стр. 123-129,137 - 142.

Разработал старший преподаватель кафедры

кандидат технических наук

подполковник А. Белов

«_____» ____________ 2013 года

Рецензировал профессор кафедры

кандидат технических наук, доцент

В. Петраков


Последнее изменение этой страницы: 2018-09-12;


weddingpedia.ru 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная