Задача 3. Рассчитать параметры гетеродина, построить графики зависимостей и принципиальную схему устройства

При выполнении третьего задачи курсовой работы следует помнить что в качестве местного гетеродина используется автогенератор (АГ) с индуктивной связью.

На рисунке 4.1 представим принципиальную электрическую схему АГ.

Рис.4.1 Принципиальная электрическая схема простейшего АГ.

Резонансное сопротивление контура настроенного на частоту . Вольт-амперная характеристика (ВАХ) нелинейного элемента (НЭ) аппроксимируется полиномом:

(4.1)

где , =

А также учтем, что автогенератор генерирует гармоническое колебание с частотой , равной резонансной частоте контура 5.3 (МГц), включенного в коллекторную цепь транзистора. При этом, контур обладает высокой добротностью, что означает подавление гармонических составляющих, с частотами и т.д. в спектре коллекторного тока. Тогда условие баланса амплитуд, при котором обеспечивается устойчивое генерирование колебаний, записывается следующим образом:

(4.2)

или

(4.3)

где – средняя крутизна по первой гармонике; – амплитуда напряжения на базе транзистора автогенератора; – амплитуда первой гармоники в спектре тока коллектора, равная 0.01 (А); – активное сопротивление контура на резонансной частоте; – коэффициент обратной связи.

Определим составляющие элементы выражений 4.2 и 4.3:

из выражения 4.3

из выражения для S_ср(U).

В соответствии с принятой аппроксимацией амплитуда первой гармоники тока:

(4.4)

откуда следует

(4.5)

В соответствии с этим выражением построим график зависимости , представленный на рисунке 4.2. Так как величина не зависит от , то на этом же графике она будет изображаться прямой линией, параллельной оси , которая называется линией обратной связи. Проекция точки пересечения кривой и линии обратной связи на ось даст значение амплитуды колебаний автогенератора в стационарном режиме.

Рис.4.2 График зависимости средней крутизны АГ по первой гармонике .

Произведем расчет аналитическим способом, для чего необходимо решить уравнение 4.6 относительно :

(4.6)

Получим выражение, определяющее значение U_ст:

Сравним значения , полученные графическим и аналитическим способами. Как можно заметить, значения U_ст, полученные разными способами имеют практически одинаковые значения.

Необходимо помнить, что =108 (мкВ).

Критическое значение коэффициента обратной связи определяется из условия