2.2. Двухсигнальный метод измерения коэффициента блокирования

В лабораторной работе используется двухсигнальный метод измерения коэффициентов нелинейности, схема которого представлена на рисунке 1.

Коэффициент блокирования , определяемый отношением усиления К_уп при наличии помехи к усилению К_ус в ее отсутствие (1), измеряется схемой (рис. 1). Схема для исследования явления блокирования представляет собой два канала усиления, один из которых – канал полезного сигнала с частотой f_с. Второй канал представляет собой канал помехи с частотой f_п, находящейся за полосой пропускания усилителя.

σбл = Куп/ Кус, (1)

где σ_бл – степень блокирования;

К_уп – коэффициент усиления с помехой;

К_ус – коэффициент усиления без помехи.

Рис. 1. Схема для исследования явления блокирования

3. Алгоритм компьютерной программы для выполнения лабораторной работы

3.1. Последовательность в выполнении программных задач

1. В компьютерной модели задайте транзистор и параметры входного полезного сигнала в соответствии с вариантом.

2. Постройте график зависимости коэффициента усиления от напряжения смещения.

3. Определите оптимальное значение U_см, при котором К_ус максимальный.

4. Получите временные диаграммы входного и выходного напряжения.

5. Получите график АЧХ. Задайте частоту помехи.

6. Получите график зависимости степени блокирования от величины помехи.

7. По полученному графику определите диапазон оптимального режима, при котором коэффициент блокирования отличается от единицы не более чем на 20 процентов.

3.2. Краткое описание алгоритма решения задачи

Для получения величины степени блокирования σ_бл воспользуемся формулой

σ_бл = К_уп/ К_ус, (2)

где К_уп – коэффициент усиления с помехой;

К_ус – коэффициент усиления без помехи.

Таким образом,

σ_бл = ^, (3)

где U_вх – значение напряжения входного сигнала;

U_вых.с – значение напряжения выходного сигнала при отсутствии помехи;

U_вых.п – значение напряжения выходного сигнала при наличии помехи.

Средние значения вычисляются программой с помощью совокупности функций AVG(ABS(x)), так как ABS(x) – абсолютное значение x; AVG(x) – среднее значение x по отношению к периоду. Таким образом, степень блокирования можно вычислить, используя выражение AVG(ABS(v(OUT1)))/AVG(ABS(v(OUT))), где v(OUT) – значение напряжения выходного сигнала при отсутствии помехи; v(OUT1) – значение напряжения выходного сигнала при наличии помехи.

В данной работе используется возможность программы Micro-Cap получить график функции, аргумент которой задаётся рядом дискретных значений. В данном случае аргументом является амплитуда сигнала помехи. По оси ординат откладываются все значения степени блокирования, присутствующие во временной диаграмме. Полученная зависимость степени блокирования от величины помехи представлена на рисунке 2.

Данная зависимость используется программой как промежуточный результат.

Затем по данным, полученным в результате симуляции, в окне Performance программы Micro-Cap с помощью функции High_Y строится график зависимости степени блокирования от величины помехи. По оси абсцисс откладывается амплитуда сигнала помехи, а по оси ординат – максимальные значения σ_бл, взятые при различных уровнях помех.

Рис. 2. Зависимость степени блокирования от величины помехи

При помощи этого графика необходимо определить диапазон оптимального режима, при котором коэффициент блокирования отличается от единицы не более чем на 20 процентов. Ниже приводится полный алгоритм выполнения лабораторной работы.