Принципиальная схема резонансного усилителя работающего в нелинейном режиме ничем не отличается от схемы приведённой выше. На вход подаётся напряжение
Нелинейность усилителя проявляется при таком положении рабочей точки, когда коллекторный ток претерпевает отсечку и имеет форму синусоидальных импульсов.
Для коллекторного тока можно записать:
(15)
При
(16)
Тогда:
(17)
Коллекторный ток имеет широкий частотный спектр. На контуре в коллекторной цепи токи гармоник создают соответствующие напряжения. Но т.к. ,то амплитуды напряжений, кроме основной гармоники, малы. Считаем, что амплитуда усиленного сигнала равна амплитуде основной гармоники напряжения.
(18)
Разложив в ряд Фурье (17) получим амплитуды первой Im1 гармоники и постоянной составляющей:
(19)
(20)
Амплитуда коллекторного тока пропорциональна крутизне усилительной характеристике транзистора VT:
(21)
Тогда амплитуда выходного сигнала:
(22)
Коэффициент усиления тогда определяется формулой (23), (24):
(23)
(24)
|
|
Причём Ku не имеет мнимой части, что не сложно показать на основании формулы (4). Так же, можно встретить запись для коэффициента усиления:
, где
Несложно вывести формулу для расчёта КПД :
(25)
Т.е. (25) показывает зависимость КПД от угла отсечки , который определятся режимом работы.