Используйте нелинейный преобразователь на полевом транзисторе (ПТ) в качестве преобразователя частоты. Для этого выберите:
1) квадратичную характеристику НЭ с напряжением отсечки UОТС = @U В (пункты меню «Характеристика НЭ» / «Квадратичная...»);
2) идеальный полосовой фильтр (ПФ) в качестве нагрузки, настроив его на частоту f = 21 кГц с шириной полосы пропускания dF = 3 кГц;
3) колебание гетеродина с амплитудой ЕГ = 0,25|UОТС| и частотой FГ = @F кГц.
Снимите функциональную характеристику (ФХ) преобразователя частоты вида IПР = f(EСМ) при Е1 = ЕГ. Для этого:
1) активизируйте пункт меню «Исследование ФХ»;
2) выберите в качестве аргумента ФХ EСМ, установите интервал и шаг его изменения;
3) установите значение параметра Е1;
4) выберите в качестве функции IПР.
Зафиксируйте схему преобразователя частоты и график ФХ. Определите по ФХ оптимальную величину EСМ, обеспечивающую максимальную величину IПР при работе на квадратичном участке характеристики ПТ.
Варианты: 1) U = –1 B, F = 13 кГц; 2) U = –2 B, F = 15 кГц;
3) U = –4 B, F = 13 кГц; 4) U = –8 B, F = 15 кГц.
|
|
Комментарии и выводы
В исследуемой схеме преобразователя частоты в качестве безынерционного нелинейного элемента используется полевой транзистор. Он служит для обогащения спектра реакции (тока стока) колебаниями
комбинационных частот (суммарных и разностных), которые отсутствуют во входном напряжении. В качестве нагрузки в цепи стока включен полосовой фильтр. Он предназначен для выделения полезных составляющих спектра выходного тока (комбинационных колебаний суммарных частот) и подавления всех остальных побочных продуктов нелинейного преобразования. Для этого он настраивается на промежуточную (в данном случае суммарную) частоту f пр = f г + f, а ширина его полосы пропускания устанавливается соответствующей ширине спектра входного АМ сигнала.
Функциональная характеристика (ФХ) преобразователя частоты, снимаемая в данном эксперименте, представляет собой зависимость амплитуды I пр составляющей выходного тока нелинейного элемента с промежуточной частотой f пр от напряжения смещения Е СМ. Таким образом, в данном случае ФХ это I пр = f (Е СМ) при U ВХ = Е 1 = const и Е г = const. ФХ позволяет определить оптимальное значение напряжения смещения, при котором достигается наибольшая величина выходного напряжения промежуточной частоты при отсутствии заметных искажений в выходном сигнале.