Радиотехнические цепи и сигналы. Ч. 2 Нелинейная радиотехника
.pdfВ.Л.Каминский,Л.И.Тельпуховская
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕЦЕП ИСИГН АЛЫ
Часть2
Нелинейнаярадиотехника
Учебноеметодическоепособие
ТОМСК − 2012
Министерствообр |
азованиянаукиРоссийскойФедерации |
|
|
Федеральноегосуда |
рственноебюджетноеобразовательноеучрвыждение |
с- |
|
|
шегопр фессиональногообразования |
|
|
ТОМСКИЙГОСУДАРУНИВЕРСИТЕТТВЕННЫЙ |
СТЕМ |
||
УПРАВЛЕНИЯРАДИОЭЛЕКТРОНИКИТУСУР( ) |
|
||
Кафедрателекиосновммуникацрадиотехники(ТОР) й |
|
В.Л.Каминский,Л.И.Тельпу ховская
РАДИОТЕХЦЕПИСИГНАЛЫИЧЕСКИЕ
Часть2
Нелинейнаярадиотехника
Учебноеметодическоепособие
2012
КаминскийВ.Л.Тельпуховская, Л.И. |
|
|
|
Радиотехцеписигналы:Учебноеическиеметодическоепособие. |
|
||
В2 -хчастях. |
– Томск: ежвузовскийцентрдистанционн |
о- |
|
гообраз ования, 2012 |
. – Ч.2:Нелинейнаярадиотехника. |
− 26с. |
Разработчикэлектве: сиионной |
П.С.Киселёв |
КаминскийВ.Л.Тельпуховская, Л.И., 2012
Факультет дистанционногооб учения, 2012
|
3 |
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1Программа ........................................................................................ |
|
4 |
2Контрольнаяработа№1Аппр. в льтамперныхксимация |
а - |
|
рактеристикНЭ .................................................................................. |
|
6 |
3Контрольнаяработа№2Спектраль. анализнелинейнойц ый |
|
е- |
пи,расчетколебательныххарактеристиксреднейкрутизны |
|
...... 10 |
4Контрольнаяработа№3. LC |
-автогенератор............................... |
20 |
5Литература ..................................................................................... |
|
26 |
4
1ПРОГРАММА
Нелинейнаярадиотехника |
|
|
|
||
●Нелинцепим тодыйахнализаые[1,стр. 5 |
|
|
|
-10]. |
|
Принципотличиямеждуальннейным |
|
|
иинелинейн ы- |
||
цепями. |
|
|
|
|
|
Нелинейныерезистивэлеме. ныеты |
|
|
|
|
|
Аппрвольтамперныхксимхар.Примктеристикция |
|
|
енение |
||
полиноминальнойаппроксимдляспектральногоан цизаи |
|
|
о- |
||
лебанвнелцепяхинейных[1,стр. 10 |
|
|
-20]. |
|
|
Кусочно-линейнаяаппроксимацияеепримене |
|
|
ниедля |
||
спектраанализако внелинейныхьногоебанийцепях[1,стр. 20 |
|
|
|
- |
|
26]. |
|
|
|
|
|
●Преобразованиясигналовспектровнелинейныхц |
|
|
е- |
||
пях[1,стр. 26 |
-32]. |
|
|
|
|
Нелинейус областилепримененияг е.Резонан |
|
|
с- |
||
ныеусиумножителилителича |
|
стоты[1,стр. 32 |
-40, 69-73]. |
||
Амплитуднаямодуляция.Способыосуществленияампл |
|
|
и- |
||
тудноймодуляции.Ихдостоиннедостр[1,.136ваатки |
|
|
|
- |
|
148]. |
|
|
|
|
|
Преобразованиечастоты[1,стр. 128 |
|
|
-134]. |
|
|
ДетектированиеАМ |
-колебанийвнелинейныхцепях. стр[1,. |
|
|||
150-157]. |
|
|
|
|
|
Линейный,квадратичный |
исинхронныйдетек.Детеоры |
к- |
|||
тированиеФМЧМ |
|
- колебаний[1,стр. 180 |
-160]. |
||
●Генерированиесинусоидальныхколебанийстр[1,.103 |
|
|
- |
||
105]. |
|
|
|
|
|
Определениеавтоколесистемы. бобщеательсх ннаяой |
|
|
е- |
||
маавтогенератора,требованиякэлемсхавтогенератнтам |
|
|
оров |
||
[1,стр. 106 |
-109]. |
|
|
|
|
Механвозникновенияустановлезмколебаавт нияй |
|
|
о- |
||
генератоДиффере. у автогенераторациаение,усльное |
|
|
о- |
||
виесамовозбу.Стационарныйреавтогенераторажденияим,б |
|
|
а- |
||
лансфазибалансамплитуд[1,стр. 110 |
|
|
-112]. |
|
|
Мягкийжесткийре |
жимысамовозбуждений.Ст |
абильность |
|||
ампличастотавтокоуды.Нелуринейноеебав ийение |
|
|
в- |
||
тогенератора.Схемыавтогенераторов.Действиевнешнегосигн |
|
|
а- |
|
|
5 |
|
ланавтогенератор,захвчастотытывание. RC |
-генераторысин |
у- |
|
соидальныхколебаний[1,стр. 113 |
-115]. |
|
|
Контрольныезаданиявыполнясцельусвоенияются |
|
|
|
принциповос овныхелинейныхрадиотепроцессов, нических |
|
|
|
методовиханализа,расчетахарактеристикпреобразования |
|
а- |
|
рамнелтров |
инейныхустройств. |
|
|
Исходаннымизаданляявляютсядинамическаяй вольтамперхарактеристикаВАХ)(нелинейногоаяэлемента (НЭ),параметрынагрузки.
6
2КОНТРОЛЬНАЯРАБОТА №1. АППРВОЛЬТАКСИМАЦИЯ МПЕРНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИКНЭ
1. ПостроидинамическуюВАХНЭтабл(ь. 1.1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2. ДляпостроеннойдинамичеВАХвыполнитькусокой |
|
|
|
|
|
|
чно- |
|||||||
линейнуюаппрокс |
имацию. |
|
|
|
|
|
Uʹ ,напряж е- |
|||||||
3. Определизначениянапряженотсечкь ия |
|
|
|
|
|
|||||||||
насыщения |
Uн,то канасыщения |
ΙН икрутизнылS |
инейного |
|||||||||||
участкаВАХ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Аппроксимфункцзаписатьвобщемцирующую |
|
|
|
|
|
|
ф- |
|||||||
ровомвиде. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Аппроксидинамическуюхарактеристикуирполвать |
|
|
|
|
|
|
и- |
|||||||
номомn |
-ойстепени( |
n≥ 3). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6. Вычислитькоэффициентыполинома. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7. Построитьаппроксимирующийполином, |
|
|
|
|
совместивд |
и- |
||||||||
намическойВАХНЭ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таблица1.1 |
− ДинамическаяВАХ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U, В |
|
|
|
|
|
|
|
I,мА |
|
|
|
|
||
0,15 |
|
1,5 |
1,0 |
|
0 |
|
0 |
1,5 |
|
0,8 |
0,8 |
0 |
0,8 |
1,0 |
0,25 |
|
3,0 |
2,0 |
|
0,5 |
|
0,5 |
2,5 |
|
2,5 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
0,35 |
|
5,0 |
4,0 |
|
2,0 |
|
1,5 |
4,0 |
|
4,0 |
3,5 |
2,0 |
3,0 |
5,0 |
0,5 |
|
8,0 |
5,2 |
|
4,8 |
|
4,5 |
6,5 |
|
6,5 |
6,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
0,65 |
|
11,5 |
10,5 |
|
7,0 |
|
8,5 |
9,5 |
|
10,0 |
9,5 |
7,0 |
9,3 |
10,8 |
0,75 |
|
13,5 |
13,0 |
|
11,0 |
|
11,0 |
11,5 |
|
12,0 |
11,5 |
11,0 |
11,5 |
13,0 |
0,85 |
|
16,5 |
15,5 |
|
14,0 |
|
14,0 |
14,0 |
|
15,0 |
14,0 |
14,0 |
14,0 |
16,0 |
1,0 |
|
20,0 |
19,5 |
|
18,0 |
|
19,0 |
17,0 |
|
18,0 |
18,0 |
18,0 |
18,0 |
20,5 |
1,15 |
|
24,0 |
23,3 |
|
22,5 |
|
24,0 |
20,0 |
|
22,0 |
22,0 |
22,5 |
22,0 |
24,0 |
1,25 |
|
26,5 |
25,5 |
|
25,5 |
|
26,0 |
23,0 |
|
24,0 |
24,0 |
25,0 |
25,0 |
27,0 |
1,4 |
|
30,0 |
28,5 |
|
29,0 |
|
28,0 |
26,0 |
|
28,0 |
28,0 |
28,5 |
28,0 |
29,5 |
1,5 |
|
31,0 |
29,5 |
|
31,0 |
|
28,5 |
28,0 |
|
29,5 |
29,5 |
29,5 |
29,5 |
30,0 |
Вариант |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Методическиеуказания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ВольтампернзадаетсяхарактерНЭввидестика,блиц |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
граиформуликов.Длявыполнрасчустре,соденияйств |
|
|
|
|
|
|
|
р- |
|
7 |
|
жащихНЭ,требуетсяпредстВАХввидеаналитическоговление |
|
|
выражения.Процедуранахож |
деаналитическогоиявыражения |
|
дляграфическизадакривоносн йт |
|
азваппроксимацииние. |
ВАХоднтогои жеНЭможетбытьаппроксимирована |
|
е- |
сколькимиметодамивзависотвеличинымостиформво |
|
з- |
действующегоигналатребу |
емойточности. |
|
Вкачестве аппроксимфункцвыб:ирайующихтся |
у- |
|
сочно-линейные,степеполин, ныеектрансцомыторыенден |
т- |
|
ныефункции. |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн |
0 |
Uo |
Uo’ |
Uн |
u |
|
||||
|
|
|
|
u(t) |
|
ωt |
|
|
|
Рисунок1.1 |
– Кусочно-линейнаяаппроксимация |
|
Врежимебольшого« »сигналанекоторымилосуществе |
н- |
|
нымидеталямиВА |
Хможнопренебречьизаменитьплавную |
|
кривуюнесколькимипрямолинейнымиотрезками.Пример |
и- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веденнарис. Т1.а1каяппроксимация. применяасчетсяе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
резонансногоусилителямощн,авт стигенератора.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
РеальВАХзамененанаборомяизтрехпрямых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,уравнения |
||||||||
которых: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
i =при0 u< U |
|
0' |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
i =приSuU |
|
0' ≤ u ≤ Uн ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
i = Iн |
при≥Uu |
|
н , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где U0' – напряженотсечк, ие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Uн , Iн – напряжениетокнасыщ, |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
S = Iн / ( Uн – U0' ) – крутизналинейногоучасткаВАХ |
|
|
|
|
. |
|
|
||||||||||||
|
АППРОКСИМАЦИЯСТЕПЕННЫМПОЛИНОМОМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Полиномстепени( n) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
i = a0 + a1u + a2u2 +a3u3 +.......+ anun |
|
|
(1. 1) |
||||||||||||||
имеет(nкоэффициент+1).Коэффопределяютуслциентыз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о- |
||||||
виясовпаденияаппроксими |
|
|
|
|
|
рующегополиномааппроксим |
|
|
|
|
и- |
|||||||||
руемойВАХвзаранеевыбран(nточка+1)интервалаых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п- |
||||||
проксимации.Условиесовпадензначобефункцийнийвхя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(nдает+систему1)(nлинейныхравн+ 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ений,необходимых |
||||||||
дляоднопределениязначнисхого |
|
|
|
|
|
|
|
дныхкоэффициентовпол |
|
|
и- |
|||||||||
нома. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица1.2 |
− ВАХполевоготранзистора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U, B |
0 |
|
- 0,5 |
|
-1 |
-1,5 |
|
|
-2 |
|
-2,5 |
|
-3 |
-3,5 |
|
-4 |
-4,5 |
-5 |
|
-6 |
i, мA |
7,5 |
|
6,5 |
|
5,5 |
4,5 |
|
|
3,6 |
|
2,7 |
|
2 |
1,4 |
|
0,75 |
0,4 |
0,25 |
|
0,1 |
|
Выбереминтервалаппроксимации≤≤u0 |
|
|
|
|
|
|
|
- 5,0В. |
|
|
|
||||||||
|
ДелаемпривязкуполиномаВАХтрехточках: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1) U1 = 0 B, |
|
i1 = 7,5 мA ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2) U2 = - 2,5 B, |
|
i2 = 2,7 мА ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3) U3 = - 5 B , |
|
|
i3 = 0,25 мА, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
решаясистемуизтрехуравнений, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
-6 |
-5 |
-4 |
-3 |
|
-2 |
-1 |
0 |
|
U, B |
|
Рисунок1.2 |
– ВАХп |
|
олевоготранзистора |
|
|
|
||
i = 7,5 = a0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i = 2,7 = a0 – 2,5 a1 + 6,25 a2, |
|
|
|
|
|
|
|||
i = 0,25 =a0 – 5 a1 +25 a2, |
|
|
|
|
|
|
|||
нахкодимэффициентыаппроксимации: |
мА ;а |
|
= 0,188 мА . |
|
|
|
|||
а0 =мА7,5;а |
|
1 = 2,39 |
2 |
|
|
|
|||
Запишемолином |
|
В |
|
|
В2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
i = 7,5 + 2,39u + 0,188u2, мА. |
|
|
|
|
|
|
|||
Необходпомнить,чторабочийучастокмоВАХ,определ |
|
|
|
|
|
|
я- |
||
емыйвеличинойвоздейству |
|
ющегосигнала,долженнаходиться |
|
|
|
||||
внутриинтервалааппроксимации. |
|
|
|
|
|
|
|
||
АппрВАХотносительноксимациярабточей |
|
|
исова,А.В.ШараповаиА.. |
киU |
0 |
при- |
|||
веденаучебнпосН.П.Денобиим |
|
|
|
|
|
|
|
||
Шибаева[1,стр.15 |
|
-18]. |
|
|
|
|
|
|
|