2.2.2. Экспоненциальная аф с сопротивлением

«Программа расчета характеристик смесительных диодов при использовании АФ i = io{exp[a (v – ir)] – 1}» приводится на следующей стр. в Пр. 2.2. В программу вводятся 3 АП из программы раздела 1.3.2. и параметры расчета: количество интервалов и максимальный ток диода, соответствующий постоянной составляющей тока диода около 1мА при мощности гетеродина около 0,5мВт. В программе приводится матрица значений (1.15) Ir с аналогичными параметрами гармоник гетеродина и порядка производных матрицы Ix в Пр. 2.1. для расчета АТКЧ. Расчеты численных значений проводятся при использовании обратных функций, описанных в начале раздела 2.2. для экспоненциальных АФ с сопротивлением. функций. Результатом являются расчетные значения полученных ПМИ функций (1.15) Iip_m для . Амплитуда напряжения гетеродина vr_o определяется максимальным током диода, задаваемым пользователем. Ниже на рис. 2.3 приводится график Ii3₃ в зависимости от амплитуды напряжения гетеродина, обозначенной на графике рис. 2.3 переменной v1.

Анализ данных матрицы Ir для рабочего режима показывает:

1. АТКЧ стали знакопеременными. Перемена знака для используемой здесь АФ произошла на 5 номере гармоники гетеродина. С увеличением порядка производных уменьшаются номера гармоник перемены знака. Так с 3-ей производной она становится отрицательной уже с нулевой гармоники.

2. АТКЧ для используемой здесь АФ и ранее экспоненциальной АФ для нулевой и первой производных для малых значений m мало отличаются между собой. Со второй производной они меньше приблизительно в 5 раз, с третьей в 20 раз и с четвертой в 80 раз.

Для рассмотрения особенностей изменений АТКЧ в зависимости от амплитуд, прикладываемых к диоду напряжений гетеродина, строится матрица vix в 0 строке которой в качестве примера вводится исследуемые значения Ii3₃ (3 гармоника 3 производной по напряжению), а в 1 строку расчетные значения амплитуд напряжений гетеродина vr₀, задаваемых в Пр. максимальными величинами тока диода im, строится соответствующий график, показанный на рис. 2.3. Построение графика можно провести по значениям матрицы Ir, но нагляднее это сделать по специально введенной в двух цифровом столбце матрице, расположенной перед матрицей Ir и озаглавленной «выходные данные графика».

Пр. 2.2

В качестве примера в нулевую строку матрицы vix вводится исследуемые значения Ii3₃ (3 гармоника 3 производной по напряжению), а в первую расчетные значения амплитуды напряжение гетеродина vr₀, получаемые при изменении максимального тока диода im во 2 пункте «Параметров расчета» программы. Копируем получаемые данные поэлементно в 15 элементную матрицу выходного графика vix, по которому программа строит исследуемый график.

В программе показана только часть vix, т.к он не помещается на 1 стр. Анализ Ii3₃ показывает, что для малых напряжений гетеродина Ii3₃ сравнительно велико и быстро меняется, что соответствует экспоненциальной АФ, т.к. на сопротивлении слоя проводника падает только незначительная часть напряжения. С увеличением напряжения гетеродина после достижения максимума значение Ii3₃ быстро падает и становиться отрицательным и после достижения минимума начинает медленно нарастать, что характерно для увеличивающейся доли напряжения на сопротивлении полупроводника, оставаясь отрицательным для рабочего режима, соответствующего амплитуде гетеродина около 0,46В.

Отметим, что при использовании экспоненциальной АФ с сопротивлением численные значения (1.15) не разработаны, как это сделано для экспоненциальной АФ. Поэтому для расчета АТКЧ необходимо использовать ПМИ, полученные в ПР. 2.2, для вводимых АП и максимальном токе диода, обозначенному в ПР. 2.2 переменной im, который соответствует амплитуде напряжения гетеродина, прикладываемой к смесительному диоду. В этом случае аналогично (1.11) и (2.19) половинные значения АТКЧ определяются уравнением:

,(2.20)

где величины(1.15) определяются приводимыми

в ПР. 2.2 численными значениями матрицы Ir,

р = n+q-номер строки матрицы Ir,

m-номер гармоники гетеродина, равный номеру столбца матрицы Ir,

расчетное значение амплитуды гетеродина приводится

в ПР. 2.1 переменной .

Отметим, что численные значения (2.20) для АТКЧ должны подставляться по модулю, т.к. элементы матрицы могут положительными и отрицательными в отличии от ранее рассмотренной экспоненциальной АФ которые всегда положительны.