(2–19)

Проводимость прямой передачи в рабочей точке определяется приближенным равенством

 (2–20)

где и – параметры транзистора. Когда амплитуда входного сигнала превышает Umax. л, транзистор работает с отсечкой обоих полупериодов коллекторного тока и выходной сигнал соответствует уравнению

 (2–21)

Коэффициент Н определяется графиком на рис. 2.5. Он представляет собой часть амплитудной характеристики ограничителя, работающего в нелинейном режиме. Из нее следует, что пороговое напряжение ограничителя

 (2–22)

а выходное напряжение при

. (2–23)

Рисунок 2.5 – Амплитудная характеристика AO, работающего в нелинейном режиме

2.4 Примеры расчетов ограничителей амплитуды

2.4.1 Пример расчета диодного ОА

Рассчитать параметры диодного ограничителя амплитуды на транзисторе ГТ308В при fпр = 8,4 МГц и Ек = 9 В. Селективной системой служат два связанных контура дифференциального детектора. Первый из них изображен на рис. 2.1, а второй для упрощения схемы не показан.

Выбираем диоды Д9Б (Snp = 0,01 См, Ri= 100 Ом, γ = 20 1/В). Зададимся напряжением запирания Е3 = 0,5 В, током потенциометра Iп = 0,5 мА и рабочей точкой транзистора при Iк = 1 мА и UK3= 5 В (Y21 = 0,035 См, С12= 1 пФ). Согласно формулам (2–1) получем: (выбираем резисторы сoпротивлением 330 Ом, 16 кОм и 1 кОм соответственно). Параметры остальных элементов схемы вычисляем, используя приведенную методику.

По (2–24) вычисляем устойчивый коэффициент усиления транзистора:

. (2–24)

. Эквивалентная проводимость контура  . По (2–7) получаем . Из равенства (2–8) находим коэффициент включения контура в коллекторную цепь рк= =11,5/416 = 0,028. Находим проводимость шунтирующего сопротивления коллекторной цепи:  (Rш= 13 Ом). По (2–2) вычисляем Ср=10/(8 400 00013) = 910-8 Ф. При Uд = 0 из равенства (2–10) находим . Зададимся Uтд =0.5 B, тогда γUmд =2000,05= 1 и по [3] получаем θ=0,57. Из уравнения (2–3) вычисляем gвх =

=20,5710-5/0,05=22810-6См. При Uтл > 0,5 В согласно (2–4) получим gвx>10мСм. Поскольку ограничивающих диодов два, то подставляем в формуле (2–6) 2gнх вместо gвх и получаем: . Амплитуду напряжения на всем контуре вычисляем по (2–9) Um вых = 0,5+0,05 = 0,55 В.

Данные, полученные путем аналогичных расчетов для других значений Uтд, приведены в табл. 2–1. По полученным значениям на рис, 2–2 построена амплитудная характеристика ограничителя амплитуды (кривая 1). При Е3 = 1 и Е3 = 0,3 В входное и выходное напряжения соответствуют вариантам 2 и 3 табл. 10–1 и кривым 2 и 3 на рис. 2–2. Если при условиях варианта применять только один диод, то для этого будут справедливы характеристики варианта 4 и кривая 4 на ряс. 2–2. Сравнение кривых 3 и 4 показывает, что при одном диоде характеристика ограничения ухудшается лишь на 10–20%, поэтому ограничители амплитуды с одним диодом применяются часто.

Таблица 2.1 – Результаты вычислений Uвх, Uвых в зависимости от Uт д

2.4.2 Пример расчета транзисторного ОА

Рассчитать параметры ограничителя амплитуды с транзистором ГТ308В по исходным данным примера расчета диодного ОА, соответствующим требованиям к приемнику 1 класса.

Зададимся напряжением Ek0 = -3 В и сопротивлением фильтра 1 кОм. Согласно равенству (2–16) arctg a1 = 1/1000, чему соответствует линия 1 на рис. 2–4. Выбираем на ней исходную рабочую точку A, для которой IKA 2,3 мА и IБA = 50 мкА. По неравенству (2–14) вычисляем коэффициент включения  Принимаем рк = 0,18. По уравнению (2–18) получаем . Линия 2 на рис. 2–4 соответствует этому углу. Для точки Б получаем IКmах=3,8 мА и IГmах= 0,11 мА. По формулам (2–13) находим  (выбираем резисторы сопротивлением 680 и 910 Ом). Емкость конденсатора фильтра определяем с учетом сказанного ранее по (2–2),  аналогично . Выбираем конденсаторы емкостью 1500 и 2200 пФ. На входную характеристику транзистора, соответствующую коллекторному напряжению 3 В, переносим точки А, Б и В. Им соответствуют UБЭА = 0,11 В; UБЭБ= 0,16 В и UБЭВ= 0,05 В. Из таблиц находим h2l б = 0,993, следовательно, h21Э = 0,993/(1–0,993) = 140. По равенству (2–15) вычисляем  (принимаем резистор сопротивлением 910 кОм). По формуле (2–24) находим амплитуду первой гармоники тока базы и напряжения UБЭ:

 (2.24)

. В табл. П-1–4 для I Кт = 1 мА приведено Y21т = 0,035 См. Согласно (2–20) получаем . Выходное напряжение в конце линейного участка амплитудной характеристики вычисляем по равенству (2–19) .  по графику на рис. 2.5 получаем Н= 1,24. По формуле (2–19) находим соответствующее данной амплитуде выходного сигнала  и амплитуду выходного напряжения (. Результаты аналогичных расчетов для других значений входного сигнала приведены в табл. 2–2; рис. 2–2 построен по данным табл. 2–2. По равенству (2–22) получаем , что соответствует точке П на рис. 2.2. Амплитуда входного сигнала в рабочей точке должна быть В. Возьмем его равным 0,2 В. При этом согласно рис. 2–2.   По формуле (2–11) получаем , а по равенству (2–12) няходим . Потребляемый каскадом ток 10 =3IKA = 32,3 = 6,9 мА.

Таблица 2.2.

Выводы

В данном курсовом проекте мы изучили различные типы амплитудных ограничителей. В частности диодных и транзисторных. Были рассмотрены основные характеристики амплитудных ограничителей и методики их расчета.

Амплитудные ограничители являются неотъемлемой частью приемника частотно-модулированных сигналов. Их размещают в схемах приемников перед амплитудным детектором.

Амплитудный ограничитель позволяет убрать вредную амплитудную модуляцию сигнала, которая возникает в результате передачи сигнала под воздействием помех.

Недостатком является то, что данное устройство не позволит избежать вредной частотной модуляции сигнала помехой, что добавляет дополнительные требования к детекторам частотно-модулированных сигналов.

Страницы: 1, 2, 3