Активные линейные цепи

March 31, 2012 by admin Комментировать »

Литература: [Л.1], стр. 205-206, 226-228

Типичным примером активной цепи является усилитель, собранный на n-p-n транзисторе с общим эмиттером. Если нагрузкой усилителя служит R-цепь, то такой усилитель является апериодической активной цепью, а если нагрузкой служит колебательный контур – частотно-избирательной активной цепью.

Рис. 5.10

На рис. 5.10 представлена упрощенная принципиальная схема частотно-избирательной активной цепи. При достаточно малой амплитуде входного сигнала такую цепь можно считать линейной (линейным усилителем малых сигналов). Этот случай мы и рассмотрим.

Для определения характеристик рассматриваемой активной цепи составим ее эквивалентную схему. Транзистор можно представить в

виде источника тока управляемого напряжением . Величина тока в этом случае составит

, (5.69)

где – крутизна характеристики транзистора (крутизна управления), имеющая размерность . Как известно, источник тока можно представить как параллельное соединение идеального источника и внутреннего сопротивления, в качестве которого выступает внутреннее сопротивление транзистора . Тогда эквивалентная схема рассматриваемой цепи принимает вид (рис. 5.11).

Так же, как и для пассивной цепи (параллельного контура) комплексный коэффициент передачи:

.

Рис.5.11

совпадает с комплексным сопротивлением . Вместе с тем, для рассматри-ваемой цепи комплексная

проводимость определяется выражением

, (5.70)

где – эквивалентное сопротивление контура с учетом внутреннего сопротивления транзистора. Сравнение (5.70) с (5.59) показывает, что комплексный коэффициент передачи рассматриваемой цепи описывается выражением (5.60) с той лишь разницей, что вместо собственного сопротивления параллельного контура здесь выступает

. (5.71)

Очевидно, исходя из эквивалентной схемы, добротность рассматриваемого усилителя составит величину

. (5.72)

Так как , то включение параллельного контура в качестве нагрузки усилителя приводит к уменьшению его добротности, что объясняется шунтирующим свойством транзистора.

Аналогично комплексный коэффициент передачи как функция удвоенной относительной расстройки ε описывается выражением

, (5.73)

а амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики – соответственно выражениями:

, (5.74)

. (5.75)

Полоса пропускания рассматриваемого усилителя определяется в соответствии с (5.54), где вместо фигурирует

. (5.76)

Очевидно, так как включение параллельного контура в качестве нагрузки усилителя приводит к уменьшению его добротности до , это в свою очередь обуславливает расширение полосы пропускания.

Контрольные вопросы к главе 5

1. Приведите классификацию радиотехнических цепей.

2. Чем отличаются линейные цепи от нелинейных?

3. Как описывается импульсная характеристика цепи? Что такое оператор преобразования сигнала линейной цепью?

4. Поясните смысл амплитудно-частотной характеристики и чем она отличается от фазо-частотной характеристики?

5. Какие линейные цепи называются инерционными?

6. Перечислите методы анализа преобразования сигналов линейными цепями.

7. Сравните классический и временной методы преобразования сигнала линейной цепью.

8. Что есть общего между спектральным и операторным методами?

9. Какие радиотехнические цепи называются пассивными апериодическими цепями?

10. Приведите примеры пассивных частотно-избирательных цепей и перечислите их характеристики.

11. Какие линейные цепи относятся к активным цепям?

12. Приведите характеристики частотно-избирательной цепи.

Глава 6. Преобразование детерминированных

сигналов линейными цепями

Рассмотренные выше математические модели различных сигналов и линейных цепей позволяют перейти к рассмотрению задач прохождения сигналов через линейные цепи. При этом, целесообразно все многообразие задач разделить на две группы. К первой группе следует отнести задачи преобразования первичных, т.е. видеосигналов, как одиночных, так и периодических. Вторая группа объединяет задачи анализа прохождения модулированных сигналов через линейные цепи.

В общем случае задача анализа прохождения сигналов через линейные цепи формулируется следующим образом. Задан входной сигнал и его характеристики (временные, спектральные, операторные). Входной сигнал поступает на линейную цепь (рис. 5.) с известными характеристиками (временными, спектральными, операторными). Необходимо найти соответствующие характеристики входного сигнала. При этом в соответствии с целями анализа в большинстве случаев нет необходимости находить все характеристики выходного сигнала, а ограничиться некоторыми из них, например, формой выходного сигнала или его спектром . Это в свою очередь, определяет выбор метода анализа.

Ввиду многообразия задач преобразования детерминированных сигналов линейными цепями ниже будут рассмотрены некоторые из них, освоение методики решения которых позволит решать и более сложные задачи.

Источник: Медиченко М.П., Литвинов В.П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГОУ, 2011.

Нравится

Активные линейные цепи

Похожие посты:

Оставить комментарий