Частотно-модульовані сигнали (стр. 8 из 13)

(4.1)

в яких І_К1 – колекторний струм транзистора в робочій точці А (рис. 4.1) [6].

Рисунок 4.1 – Вихідні характеристики транзистора

При цьому струм, який споживає каскад від джерела живлення, буде 3І_КА. Опір резистора фільтру вибирають рівним 0,5-1 кОм, а коефіцієнт включення контуру в колекторний ланцюг, таким що задовольняє нерівності:

,(4.2)

де

– еквівалентна провідність першого колекторного контуру.

Опір фазового резистора визначають за формулою [6]:

.(4.3)

Амплітудна характеристика (рис. 4.2) [6] визначається за наступною методикою: вибирається напруга живлення колекторного ланцюга Е_К0 і на полі вихідних характеристик (див. рис. 4.1) будується характеристика навантаження 1 по постійному струму, яка проходить через точку Д, якій відповідає напруга Е_К0 на осі абсцис, під кутом

, що визначається рівністю:

.(4.4)

Рисунок 4.2 – Амплітудна характеристика

На цій характеристиці вибирають робочу точку А, що відповідає середині відрізка ГД та знаходиться на характеристиці, для якої

.(4.5)

Визначають для неї струми І_КА та І_БА. Через точку А проводять характеристику навантаження для змінного струму 2 з кутом нахилу

, що визначається рівністю [6]:

,(4.6)

Визначають точки Б і В, а по них відповідні їм струми

. Точки А, Б і В переносять на вхідну характеристику транзистора з напругою , та визначають напругу , та . За формулою [6]:

(4.7)

обчислюють максимальну амплітуду вхідного сигналу

в лінійному режимі, до якої обмежувач практично працює як підсилювач і його амплітудну характеристику можна вважати прямолінійною. При цих значеннях вхідного сигналу амплітуда напруги на першому колекторному контурі визначається з рівності [6]:

.(4.8)

Провідність прямої передачі в робочій точці визначається з рівності [6]:

,(4.9)

де

та – параметри транзистора, що відповідають табличним даним. Коли амплітуда вхідного сигналу перевищує , транзистор працює з відсіканням обох на півперіодів колекторного струму і відповідає рівності [6]:

.(4.10)

Коефіцієнт Н визначається з графіку (рис. 4.3) [6]. Він є частиною амплітудної характеристики обмежувача, що працює в нелінійному режимі. З неї випливає, що порогова напруга обмежувача

.(4.11)

Вихідна напруга при

дорівнює:

.(4.12)

Рисунок 4.3 – Коефіцієнт Н амплітудної характеристики обмежувача

Розраховують параметри обмежувача амплітуди з транзистором ГТ308В з початковими даними

та , що відповідає вимогам до приймача І класу.

Задамося напругою

і опором фільтру 1 кОм. Згідно рівності (4.4) , чому відповідає лінія 1 на рис. 4.1, на якій вибирається початкова робоча точка А, для якої . За нерівністю (4.2) обчислюється коефіцієнт включення:

Приймаємо

= 0,18. З рівняння (4.6) отримуємо, що

.

Лінія 2 на рис. 4.1 відповідає цьому куту. Для точки Б отримуємо

.

З формули (4.1) знаходимо:

Обирають резистори опором 680 Ом та 910 Ом.

Ємність конденсатора:

, аналогічно

.

За даними із довідника обирають конденсатори ємністю 1500 і 2200 пФ.

На вхідну характеристику транзистора, що відповідає колекторній напрузі 3В, переносять точки А, Б і В. Напруга цих точок дорівнює

, =0,16 В та =0,05 В. За допомогою довідника знаходять , отже

.

З рівності (4.3) обчислюють опір резистора:

.

Обираємо резистор опором 910 кОм.

За формулою (4.7) знаходимо вхідну напругу:

.

В довіднику для

. Згідно (4.9) отримаємо .

Вихідну напругу в кінці лінійної ділянки амплітудної характеристики обчислюємо з рівності (4.8):

.

Для

по графіку на рис. 4.3 отримаємо Н =1,24. За формулою (4.10) знаходимо відповідне даній амплітуді значення вхідного сигналу та амплітуду вихідної напруги .

Результати аналогічних розрахунків вхідного сигналу приведені в табл.4.1.

Таблиця 4.1 – Результати розрахунків

, В	0,055	0,075	0,11	0,2	0,4	0,6
, В	5,75	6,39	7,1	7,25	7,3	7,34

З рівності (4.11) отримаємо:

, що відповідає точці П на рис. 4.2. амплітуда вхідного сигналу в робочій точці повинна бути . Візьмемо = 0,2 В.

При цьому з рис 4.2

та . За формулою:

Отримаємо

.

З рівності

знаходимо (25,1 дБ).

Струм, який споживає каскад дорівнює:

.