Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Радиотехнические цепи и сигналы

Содержание

Рекомендуемая литератураВ.И. Нефёдов «Основы радиоэлектроники и связи», 2009 гС.И. Баскаков «Радиотехнические цепи и сигналы», 2003 г.С.И. Баскаков «Радиотехнические цепи и сигналы. Руководство к решению задач», 2002 г.4. М.Т. Иванов, А.Б. Сергиенко,
Преобразование сигналов в нелинейных радиотехнических цепяхРадиотехнические цепи  и сигналы Рекомендуемая литератураВ.И. Нефёдов «Основы радиоэлектроники и связи», 2009 гС.И. Баскаков «Радиотехнические цепи Аппроксимация характеристик нелинейных элементов Аппроксимация характеристик нелинейных элементов   Известны и используют следующие методы анализа Аппроксимация характеристик нелинейных элементов   Наиболее часто используют метод анализа нелинейных Нелинейные элементы   В качестве примера нелинейных цепей, точнее элементов, можно Структурная схема  нелинейного устройства   Большинство нелинейных радиотехнических цепей и Принцип работы нелинейного устройства   Согласно этой схеме, входной сигнал непосредственно Принцип работы нелинейного устройства   Вторую операцию осуществляет фильтр, выделяющий нужные Вольт-амперная характеристика нелинейного устройства....................... (1)   Данное соотношение аналитически может представлять Аппроксимация вольт-амперной характеристики Аппроксимация вольт-амперной характеристики   В радиотехнике и теории передачи информации использу-ются Аппроксимация ВАХ  степенным полиномом....... (2)Постоянные коэффициенты ряда Тейлора определяются формулой............ (3) Аппроксимация ВАХ  степенным полиномом  Оптимальное число членов ряда берётся в Аппроксимация ВАХ  степенным полиномом Кусочно-линейная  аппроксимация ВАХ Кусочно-линейная  аппроксимация ВАХ Кусочно-линейная аппроксимация входнойхарактеристики транзистора Кусочно-линейная аппроксимация входной ВАХ транзистора   В общем случае дифференциальная Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора  Тогда крутизна ВАХ определится как Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора  Повышение точности аппроксимации характеристик нелинейных Отклик нелинейной цепи на гармонический входной сигналРис.3. Схема цепи с нелинейным элементом ВАХ нелинейного элементаРис.4. График процессов в нелинейном элементе Отклик нелинейной цепи  на входной гармонический сигнал   Вследствие Пусть суммарное напряжение источников смещения и входного гармонического сигнала ................ Используя известные формулы разложения степеней косинусов, получим:  Выполнив подстановки Здесь постоянная составляющая и амплитуды гармоник тока:..............  (10) Спектр тока в цепи с НЭ при кусочно-линейной аппроксимации его характеристики Кусочно-линейная  аппроксимация ВАХРис.5. Форма тока при кусочно-линейной аппроксимации ВАХ НЭ Кусочно-линейная  аппроксимация ВАХ(Другое определение этого параметра: угол, соответствующий половине той части Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ...... (12) Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ  В этих импульсах тока постоянная составляющая запишется следующим Функции (коэффициенты) Берга  В радиотехнике полученные результаты записываются в специальной форме:.................. (16) Функции (коэффициенты) Берга............ (17)   Коэффициенты гармоник очень часто используются в Расчёт коэффициентов Берга Нелинейный резонансный усилитель мощности   В радиопередающих устройствах широкое применение находят Нелинейный резонансный усилитель мощностиТранзисторный резонансный усилитель Нелинейный резонансный усилитель мощности Нелинейный резонансный усилитель мощности Нелинейный резонансный усилитель мощности  Используя формулу (16) для коэффициентов Берга, запишем Умножитель частоты   Необходимость в умножителях частоты возникает при разра-ботке высокостабильных Умножитель частоты Умножитель частоты  Принципы действия умножителя частоты и нелинейного резонансного усилителя мощности
Слайды презентации

Слайд 2 Рекомендуемая литература
В.И. Нефёдов «Основы радиоэлектроники и связи», 2009

Рекомендуемая литератураВ.И. Нефёдов «Основы радиоэлектроники и связи», 2009 гС.И. Баскаков «Радиотехнические

г
С.И. Баскаков «Радиотехнические цепи и сигналы», 2003 г.
С.И. Баскаков

«Радиотехнические цепи и сигналы.
Руководство к решению задач», 2002 г.
4. М.Т. Иванов, А.Б. Сергиенко, В.Н. Ушаков,
«Теоретические основы радиотехники», 2002 г.
5. М.П. Медиченко, В.П. Литвинов «Радиотехнические цепи и
сигналы, т.1; 2», 2011 г.



Слайд 3 Аппроксимация характеристик нелинейных элементов

Аппроксимация характеристик нелинейных элементов

Слайд 4 Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
Известны и

Аппроксимация характеристик нелинейных элементов  Известны и используют следующие методы анализа

используют следующие методы анализа нелиней-ных цепей при прохождении через

них детерминированных сигналов:

линеаризация характеристик нелинейного элемента (НЭ) при
фильтрации высших гармоник сигнала на выходе цепи;
аналитические, как правило, приближенные способы решения системы нелинейных уравнений, описывающих работу устройства;
спектральный, оценивающий нелинейные свойства цепи по спектру выходного сигнала;
численные способы решения системы нелинейных уравнений с
помощью компьютера;


Слайд 5 Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
Наиболее часто

Аппроксимация характеристик нелинейных элементов  Наиболее часто используют метод анализа нелинейных

используют метод анализа нелинейных цепей, основанный на линеаризации характеристик

НЭ при фильтрации высших гармоник сигнала на выходе цепи.
Линеаризация (от лат. linearis – линейный) – метод приближённого представления замкнутых нелинейных систем, при котором исследование нелинейной системы заменяют анализом линейной системы, в некотором смысле эквивалент-ной исходной.

Слайд 6 Нелинейные элементы
В качестве примера нелинейных

Нелинейные элементы  В качестве примера нелинейных цепей, точнее элементов, можно

цепей, точнее элементов, можно привести полупроводниковый выпрямительный диод, оставляющий

от синусоидального сигнала только однополярные (положительные или отрицательные) полусинусоиды, или трансформатор, насыщение сердечника которого магнитным полем приводит к «затуплению» вершин синусоиды (а с точки зрения частотного спектра, это сопровождается появлением гармоник основной частоты, а иногда и частот меньшей в кратное число раз основной частоты – субгармоник).

Слайд 7 Структурная схема нелинейного устройства
Большинство нелинейных

Структурная схема нелинейного устройства  Большинство нелинейных радиотехнических цепей и устройств

радиотехнических цепей
и устройств определяется структурной схемой, представленной на

рис.1.

Рис.1. Структурная схема нелинейного устройства


Слайд 8 Принцип работы нелинейного устройства
Согласно этой

Принцип работы нелинейного устройства  Согласно этой схеме, входной сигнал непосредственно

схеме, входной сигнал непосредственно воздействует на нелинейный элемент, к

выходу которого подключён фильтр (линейная цепь). В этих случаях процесс в радиоэлектронной нелинейной цепи можно охарактеризовать двумя независимыми друг от друга операциями.

В результате первой операции в безынерционном нелинейном элементе происходит такое преобразование формы входного сигнала, при котором в его спектре появляются новые гармонические составляющие.


Слайд 9 Принцип работы нелинейного устройства
Вторую операцию

Принцип работы нелинейного устройства  Вторую операцию осуществляет фильтр, выделяющий нужные

осуществляет фильтр, выделяющий нужные спектральные составляющие преобразованного входного сигнала.

Меняя параметры входных сигналов и используя различные нелинейные элементы и фильтры, можно осуществлять требуемую трансформацию спектра. К такой удобной теоретической модели сводятся многие схемы модуляторов, детекторов, автогенераторов, выпрямителей, умножителей, делителей и преобразователей частоты.

Слайд 10 Вольт-амперная характеристика нелинейного устройства
....................... (1)
Данное

Вольт-амперная характеристика нелинейного устройства....................... (1)  Данное соотношение аналитически может представлять

соотношение аналитически может представлять собой обычную вольтамперную характеристику НЭ.



Слайд 11 Аппроксимация вольт-амперной характеристики

Аппроксимация вольт-амперной характеристики

Слайд 12 Аппроксимация вольт-амперной характеристики
В радиотехнике и

Аппроксимация вольт-амперной характеристики  В радиотехнике и теории передачи информации использу-ются

теории передачи информации использу-ются несколько способов аппроксимации характеристик НЭ

– степеннáя, показательная, кусочно-линейная (линейно-ломаная). Наибольшее распространение получили аппроксимация степенным полиномом и кусочно-линейная аппроксимация сложных функций.

Слайд 13 Аппроксимация ВАХ степенным полиномом
....... (2)
Постоянные коэффициенты ряда Тейлора

Аппроксимация ВАХ степенным полиномом....... (2)Постоянные коэффициенты ряда Тейлора определяются формулой............ (3)

определяются формулой
............ (3)
Данный вид аппроксимации особенно

эффективен при малых амплитудах входных сигналов (как правило, доли вольта) в тех случаях, когда характеристика НЭ имеет вид гладкой кривой, т.е. кривая и её производные непрерывны и не имеют скачков.

Слайд 14 Аппроксимация ВАХ степенным полиномом
Оптимальное число членов

Аппроксимация ВАХ степенным полиномом Оптимальное число членов ряда берётся в зависимости

ряда берётся в зависимости от тре-буемой точности аппроксимации. Чем

больше выбрано членов ряда, тем точнее аппроксимация. Аппроксимацию характеристик обычно удаётся достаточно точно осуществить полиномом не выше второй-третьей степени.

Слайд 15 Аппроксимация ВАХ степенным полиномом

Аппроксимация ВАХ степенным полиномом

Слайд 16 Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ

Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ

Слайд 17 Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ
Кусочно-линейная аппроксимация входной
характеристики транзистора

Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ Кусочно-линейная аппроксимация входнойхарактеристики транзистора

Слайд 18 Кусочно-линейная аппроксимация входной ВАХ транзистора
В общем

Кусочно-линейная аппроксимация входной ВАХ транзистора  В общем случае дифференциальная

случае дифференциальная крутизна характеристики
в рабочей точке определяется отношением

приращения тока
к приращению напряжения, и при малых их значениях имеем

............. (4)

Уравнение отрезка прямой при кусочно-линейной аппроксимации характеристики записывается в виде

.......... (5)

Чаще всего характеристику нелинейного элемента, к которому под-водится сигнал большой амплитуды, удаётся с приемлемой точно-стью аппроксимировать всего двумя отрезками прямых линий.


Слайд 19 Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора
Тогда

Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора Тогда крутизна ВАХ определится как

крутизна ВАХ определится как


Слайд 20 Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора

Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора

Слайд 21 Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора
Повышение

Расчёт кусочно-линейной аппроксимации входной ВАХ транзистора Повышение точности аппроксимации характеристик нелинейных

точности аппроксимации характеристик нелинейных элементов достигается увеличением количества отрезков

линий. Однако это усложняет аналитическое выражение аппроксимирую-щей функции.

Слайд 22 Отклик нелинейной цепи на гармонический входной сигнал
Рис.3. Схема

Отклик нелинейной цепи на гармонический входной сигналРис.3. Схема цепи с нелинейным элементом

цепи с нелинейным элементом


Слайд 23 ВАХ нелинейного элемента
Рис.4. График процессов в нелинейном элементе

ВАХ нелинейного элементаРис.4. График процессов в нелинейном элементе

Слайд 24 Отклик нелинейной цепи на входной гармонический сигнал

Отклик нелинейной цепи на входной гармонический сигнал  Вследствие нелинейности

Вследствие нелинейности характеристики форма тока на выходе становится несинусоидальной.

Причину этого искажения гармони-ческого колебания можно пояснить следующим образом.

Поскольку функция тока обладает периодичностью, то её можно представить тригонометрическим рядом Фурье:

................. (6)


Слайд 25 Пусть суммарное напряжение источников смещения и

Пусть суммарное напряжение источников смещения и входного гармонического сигнала ................

входного гармонического сигнала
................ (7)
приложено к нелинейному элементу, ВАХ

которого в окрестности рабочей точки аппроксимирована полиномом Тейлора вида:

....... (8)

Подставив формулу (7) в выражение (8), получим:

.....


Слайд 26 Используя известные формулы разложения степеней косинусов,

Используя известные формулы разложения степеней косинусов, получим: Выполнив подстановки и

получим:
Выполнив подстановки и упростив выражения, запишем общее

выражение для тока нелинейной цепи в компактной форме:

..... (9)


Слайд 27 Здесь постоянная составляющая и амплитуды гармоник

Здесь постоянная составляющая и амплитуды гармоник тока:.............. (10)

тока:
.....
......... (10)


Слайд 28 Спектр тока в цепи с НЭ при кусочно-линейной

Спектр тока в цепи с НЭ при кусочно-линейной аппроксимации его

аппроксимации его характеристики
Пусть суммарное гармоническое и

постоянное напряжение вида (7) подаётся на вход электрической цепи с НЭ, характеристика которого аппроксимирована кусочно-линейной линией и описывается формулой (5). В этом случае временнáя диаграмма тока, протекающего через нелинейные цепи, имеет форму косинусоидальных импульсов с отсечкой их нижней части (рис.5).

Слайд 29 Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ
Рис.5. Форма тока при кусочно-линейной аппроксимации

Кусочно-линейная аппроксимация ВАХРис.5. Форма тока при кусочно-линейной аппроксимации ВАХ НЭ

ВАХ НЭ


Слайд 30 Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ
(Другое определение этого параметра: угол, соответствующий

Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ(Другое определение этого параметра: угол, соответствующий половине той части

половине той части периода, в течение которой в выходной

цепи нелинейного элемента протекает ток, называется углом отсечки и обозначается буквой ).

.......... (11)


Слайд 31 Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ
...... (12)

Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ...... (12)

Слайд 32 Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ
В этих импульсах тока

Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ В этих импульсах тока постоянная составляющая запишется следующим

постоянная составляющая запишется следующим образом:
..... (13)
Амплитуда первой гармоники:
.... (14)
...........

(15)

Слайд 33 Функции (коэффициенты) Берга
В радиотехнике полученные результаты

Функции (коэффициенты) Берга В радиотехнике полученные результаты записываются в специальной форме:.................. (16)

записываются в специальной форме:
...........
....... (16)


Слайд 34 Функции (коэффициенты) Берга
............ (17)
Коэффициенты гармоник

Функции (коэффициенты) Берга............ (17)  Коэффициенты гармоник очень часто используются в

очень часто используются в инженер-ных расчётах, например, при проектировании

схем нелинейных уси-лителей мощности, умножителей частоты и автогенераторов. Поэтому они приводятся в специальной литературе.

Слайд 35 Расчёт коэффициентов Берга

Расчёт коэффициентов Берга

Слайд 36 Нелинейный резонансный усилитель мощности
В радиопередающих

Нелинейный резонансный усилитель мощности  В радиопередающих устройствах широкое применение находят

устройствах широкое применение находят резонансные усилители мощности и умножители

частоты.

Слайд 37 Нелинейный резонансный усилитель мощности
Транзисторный резонансный усилитель

Нелинейный резонансный усилитель мощностиТранзисторный резонансный усилитель

Слайд 38 Нелинейный резонансный усилитель мощности

Нелинейный резонансный усилитель мощности

Слайд 39 Нелинейный резонансный усилитель мощности

Нелинейный резонансный усилитель мощности

Слайд 40 Нелинейный резонансный усилитель мощности
Используя формулу (16)

Нелинейный резонансный усилитель мощности Используя формулу (16) для коэффициентов Берга, запишем

для коэффициентов Берга, запишем выра-жение для амплитуды выходного напряжения


................... (18)


Слайд 41 Умножитель частоты
Необходимость в умножителях частоты

Умножитель частоты  Необходимость в умножителях частоты возникает при разра-ботке высокостабильных

возникает при разра-ботке высокостабильных источников гармонических колебаний повышенной частоты,

когда непосредственное генерирование сиг-налов такого диапазона затруднительно.

Наличие в спектре коллекторного тока гармонических составля-ющих с частотами, кратными входной частоте, позволяют использовать нелинейный резонансный усилитель в качестве умножителя частоты.


Слайд 42 Умножитель частоты

Умножитель частоты

  • Имя файла: radiotehnicheskie-tsepi-i-signaly.pptx
  • Количество просмотров: 113
  • Количество скачиваний: 0