23.В чем состоит назначение согласующих цепей в генераторе? Нарисуйте входную согласующую цепь в транзисторном генераторе.

При всем разнообразии этих схем они все вытекают из обобщенной схемы генератора, состоящей из включенных каскадно входной и выходной согласующих цепей и транзистора (рис. 10.2).

Рис. 10.2. Обобщенная схема ГВВ

Назначение входной цепи состоит в согласовании входного сопротивления транзистора Z_вх с источником возбуждения.

Назначение выходной цепи заключается в согласовании выходного сопротивления транзистора Z_вых с нагрузкой и в фильтрации высших гармоник сигнала (рис. 10.3).

Условиями такого оптимального согласования является выполнение равенств

; .

При их соблюдении коэффициент передачи цепи по мощности К_Р=1, что означает полную передачу номинальной мощности генератора в нагрузку.

Рис. 10.3. Обобщенные схемы генератора

24.Как осуществляется формирование однополосного сигнала?(приведите математическую и графическую модели, нарисуйте структурную схему формирователя)

Рисунок 1 Структурная схема устройства генерирования и формирования сигналов с АМ ОБП модулятором

Исходной математической моделью для формирования АМ ОБП сигнала является выражение для АМ сигнала

u(t)=U₀(1+mcosΩt)cosω₀t = U₀ cosω₀t+ U₀mcosΩt*cosω₀t

= U₀ cosω₀t + [cos(ω₀+Ω)t + cos(ω₀-Ω)t], (1)

где U₀ – амплитуда напряжения; Ω, ω₀ – модулирующая и несущая частота соответственно; m – индекс амплитудной модуляции.

Для изучения АМ ОБП сигнала целесообразно рассмотреть следующие случаи.

1. Формируется АМ сигнал без подавления какого – либо из компонент. Математическая модель имеет вид (1).

2. Подавляется только несущая. Математическая модель имеет вид

u(t)= [cos(ω₀+Ω)t + cos(ω₀-Ω)t]. (2)

3. Подавляется только одна из боковых полос (например, с разностной частотой ω₀-Ω). Математическая модель имеет вид

u(t)=U₀ cosω₀t + cos(ω₀+Ω)t. (3)

4. Подавляется одна из боковых полос и несущая. Математическая модель имеет вид

u(t)= cos(ω₀+Ω)t. (4)

5. Подавляется одна из боковых полос и частично несущая. Математическая модель имеет вид

u(t)=kU₀ cosω₀t + cos(ω₀+Ω)t, (5)

где k – коэффициент подавления несущей частоты.

Графическая модель однополосного сигнала

Рисунок 1 АМ сигнал. Рисунок 2 АМ сигнал с подавленной несущей

Рисунок 3 ОБП сигнал Рисунок 4 ОБП сигнал с подавленной несущей

Рисунок 5 ОБП сигнал с частично подавленной несущей

25.В чем состоит назначение согласующих цепей в генераторе? Нарисуйте выходную согласующую цепь в транзисторном генераторе и укажите из возможные типы.

При всем разнообразии этих схем они все вытекают из обобщенной схемы генератора, состоящей из включенных каскадно входной и выходной согласующих цепей и транзистора (рис. 10.2).

Рис. 10.2. Обобщенная схема ГВВ

Назначение входной цепи состоит в согласовании входного сопротивления транзистора Z_вх с источником возбуждения.

Назначение выходной цепи заключается в согласовании выходного сопротивления транзистора Z_вых с нагрузкой и в фильтрации высших гармоник сигнала (рис. 10.3).

Условиями такого оптимального согласования является выполнение равенств

; .

При их соблюдении коэффициент передачи цепи по мощности К_Р=1, что означает полную передачу номинальной мощности генератора в нагрузку.

Рис. 10.3. Обобщенные схемы генератора

По назначению следует различать три основных случая согласования цепей применительно к ГВВ:

- согласование входного сопротивления транзистора с предыдущим каскадом;

- согласование выходного сопротивления транзистора со следующим каскадом;

- согласование выходного сопротивления транзистора с антенной.

Другая классификация электрических цепей связана с полосой их пропускания f_пр при среднем значении частоты в этой полосе f₀.

Различают три основных цепи:

- узкополосная цепь при (f_пр/f₀)=1…2%;

- среднеполосная цепь при 2%(f_пр/f₀)20%;

- широкополосная цепь при (f_пр/f₀)20%.

В узкополосной цепи можно произвести согласование, близкое к оптимальному при комплексной нагрузке; в широкополосной - только при активной нагрузке.

Вместе с тем потребность в широкополосных генераторах весьма велика.

Во-первых, они применяются в диапазонных радиопередатчиках, обеспечивая усиление сигнала по мощности на любой из частот в заданном диапазоне без перестройки электрических цепей, что существенно упрощает конструкцию радиопередатчика в целом и повышает надежность его работы.

Во-вторых, они используются при усилении широкополосных сигналов.

Особенность полупроводниковых генераторов состоит в том, что мощные транзисторы имеют низкие значения входного и выходного сопротивлений (несколько Ом).

26. Как меняется частота и фаза сигнала при частотной модуляции (приведите их математические зависимости)? Какой спектр имеет сигнал при частотной модуляции (приведите математическую и графическую модели спектра)?

мгновенная частота (t) с фазой (t) сигнала связана соотношением:

.

Поэтому при модуляции тестовым синусоидальным (тональным) сигналом частотой :

u_мод(t)=U_модcost. (21.2) При ЧМ соответственно получим: (t)=₀+_девcost, (21.3)

где _дев=kU_мод - девиация частоты;

Высокочастотное, несущее колебание:

(21,5)

При ЧМ тональным сигналом (21.2) с учетом (21.3) несущее колебание (21.5) примет вид (рис. 21.1):

, (21.6)

где m_у=_дев/ - индекс угловой модуляции.

Рис. 21.1 Несущее колебание, модулированное ЧМ тональным сигналом

Представим выражение для ЧМ сигнала (21.6) в виде суммы двух слагаемых:

u(t)=U₀ cos(m_уsint)cos₀t–U₀sin(m_уsint)sin₀t. (21.9)

Разложив периодические функции в (21.9) в ряд Фурье, имеем:

u(t)=U₀ J₀(m_у)cos₀t+U₀ J₁(m_у)[cos(₀+)t–cos(₀–)t]+

+U₀ J₂(m_у)[cos(₀+2)t–cos(₀–2)t]+ (21.10)

+U₀ J₃(m_у)[cos(₀+3)t–cos(₀–3)t]+,

Согласно (21.10) при ЧМ спектр высокочастотного сигнала при тональном модулирующем сигнале частотой  имеет бесконечное число спектральных составляющих, расположенных симметрично относительно частоты ₀ через интервалы, равные . Частоты этих спектральных составляющих равны ₀±n, а амплитуды - U₀J_n(m_ч).