Частотных искажениях

Исходными данными к расчету служат относительная диэлектрическая проницаемость подложки е, ее толщина h, геометрические размеры bo, b\, 6j, Ь3, iu, l\> lz, 4, заданные в миллиметрах, границы частотного диапазона fmm и fmar в гигагерцах, а также N — количество внутренних частотных интервалов (частотная характеристика рассчитывается в:М+1 равноотстоящих точках).

Применение ЭЛТ с радиальным отклонением для наблюдения формы сигналов нецелесообразно, так как в этом случае чувства тельность ЭЛТ оказывается весьма малой (порядка сотых долей миллиметра на вольт) и к тому же является нелинейной функцией напряжения сигнала. Поэтому такие трубки применяются только для измерения временных (и частотных) интервалов и в качестве различных индикаторов.

Измерение частот, частотных интервалов и высоты выбросов. Для определения разности частот между характерными точками спектра в анализаторах предусмотрена возможность получения калибровочных частотных меток. Их получают с помощью спектрального калибратора (см. 10.1). Калибратор представляет собой модулированный по частоте генератор синусоидального напряжения. Закон модуляции — синусоидальный. Обычно используется большой индекс модуляции. В спектре сигнала калибратора составляющие боковых частот находятся от основной и от соседних составляющих на расстояниях, равных частоте модулирующего напряжения FM. Спектр ЧМ-сигнала используется как частотные метки. Чтобы отдельные метки были видны на экране, полоса фильтра ПЧ должна быть меньше FM; другими словами, модулирующая частота должна быть не менее разрешающей способности спектроанализатора. Положение меток и расстояние между ними устанавливают изменением несущей частоты калибровочного генератора и частоты модулирующего напряжения.

Особенности схем анализаторов спектров. Основными параметрами анализатора спектра являются: диапазон частот и полосы обзора, полоса пропускания прибора на уровне 3 дБ (определяет разрешающую способность, а совместно с диапазоном частот и время анализа), погрешность измерения частоты и частотных интервалов, чувствительность, динамический диапазон, пределы измеряемых напряжений, погрешности измерения напряжений.

Нумерация отсчетов при нечетном и четном значениях yV поясняется 13.7, 13.8 при N = 7 и 8. Функция s (t) в этих примерах предполагается вещественной, поэтому частотные выборки, расположенные симметрично относительно точки п = 0 (со = 0), должны образовывать комплексно-сопряженные пары. Для выполнения этого условия выборки Sr (rtcoj должны располагаться в середине соответствующих частотных интервалов (на 13.7, 13.8 заштрихованных). В нижних частях этих рисунков в скобках обозначены номера отсчетов, соответствующих отрицательным значениям п, после сдвига отсчетов вправо на W частотных интервалов. Как при четном, так и нечетном N полная ширина спектра 2com = jVco^

Деформация АЧХ дискретной цепи обусловлена гребенчатой структурой передаточной функции (см. § 13.5) и наложением хвостов АЧХ соседних частотных интервалов.

Развертка по оси частот осуществляется от прецизионного линейного потенциометра, который механически связан с конденсатором переменной емкости. Это дает возможность обеспечить высокую точность измерения частотных интервалов при отсчетах непосредственно по частотной шкале, нанесенной на экран трубки.

Абсолютная погрешность определения частотных интервалов между спектральными составляющими по экрану ЭЛТ в линейном масштабе частот при полосах пропускания (f —полоса обзора):

Погрешность частотных интервалов 0,1 и 10 МГц, не более ±(0,0lF„+&f) (FK — частотный интервал; Af — установленная полоса пропускания).

Погрешность измерения частотных интервалов в пределах от 50 Гц до 50 кГц, не более ± (0,05fy + 10 Гц), где fy — установочная полоса обзора.

14.5.1. С4-5 анализаторы спектра широкополосные для исслед. спектров одиночных, периодич. ВЧ импульсов и др. периодич. процессов. Вход коаксиальный 50 Ом, имеются коаксиальные переходы для согласования с входом 75 Ом и сечением волноводов 10X23; 12,6X28 мм. Отнош. мощностей отсчиты вается по плавному аттенюатору в пределах 30+0,5 дБ. Для определения ширины исслед. спектра вырабатыв. калибрац. метки (500 кГц — 6,5 МГц). Диап. частот 30 ч- 11500 МГц (4 поддиап.). Полоса обзора 15, 40, 60, 80 МГц. Полоса пропускания 25 и 250 кГц. Чувствительн. 75 — 85 дБ/Вт. Макс. вх. сигнал 0,5 Вт. Погреши, измер. частотных интервалов +15%, отнош. амплитуд +1 -=- 1,5 дБ. Развертка

Изменение амплитуд гармонических составляющих в некотором устройстве характеризуют параметром K=Umou*./UmB*, называемым коэффициентом передачи этого устройства. Так как амплитуды спектральных составляющих разных частот могут изменяться неодинаково, то коэффициент передачи является функцией частоты: К. = К.(ы). График этой частотной зависимости называется амплитудно-частотн'би, или частотной, характеристикой устройства. По виду частотной характеристики можно судить о возможных частотных искажениях сигнала.

В устройствах с реальными частотными характеристиками сигналы претерпевают частотные искажения. Поэтому для реальных фильтров полоса пропускания определяется как такая полоса частот, в которой должен располагаться спектр сигнала, чтобы его частотные искажения не превышали допустимой величины. Экспериментальные исследования слухового восприятия речевых сигналов, например, показывают, что качество воспроизведения сигналов можно считать высоким, если при их частотных искажениях спектральные составляю-

Усилители мощности на транзисторах. Усилители мощности предназначены для отдачи максимальной мощности в заданную нагрузку при допустимых нелинейных и частотных искажениях. Они содержат один или несколько каскадов усиления. Выходной (оконечный) каскад работает в режиме больших сигналов и, следовательно, потребляет большую мощность от источников питания. Он должен иметь достаточно высокий КПД. Выходные каскады выполняются на специальных мощных транзисторах, включенных обычно по схеме с общим эмиттером или с общим коллектором. Выходной каскад отдает в нагрузку максимальную мощность при определенном сопротивлении нагрузки, называемом оптимальным (Л„.опт), часто отличающимся от заданного сопротивления RH. Обеспечить оптимальное сопротивление нагрузки позволяет использование трансформатора в выходном каскаде. Необходимое значение коэффициента трансформации рассчитывают по формуле

жения выделяется на входе усилителя. 13. Неверно. Коэффициент усиления увеличится, так как исчезнет отрицательная обратная связь в первом каскаде и стабильность в работе схемы ухудшится 14. Правильно. 15. Неверно. Сдвиг линии CD происходит при изменении ?к. 16. Неверно. Наиболее равномерное усиление обеспечивает резистивная нагрузка. Однако иногда применяют активно-индуктивную нагрузку для коррекции /спления на высоких частотах. 17. Правильно. 18. Наоборот. Вынемте, каково значение р в данном случае. 19. Неверно. Наоборот. 20. Правильно, так как в первом каскаде не будет отрицательной обратной связи. 21. Неверно Каким бы ни было это соотношение, отрицательная обратная связь действует, Читайте консультацию № 3. 2J. Неверно. При таком соотношении входной сигнал будет искажаться. 23. Неверно. 24. Неверно. Вспомните условия резонанса токов. 25. Неверно. Читайте консультацию А1» 15. 26. Неверно. Так как напряжение на коллекторе последующего каскада выше, чем ьапрнжение на коллекторе предыдущего, и поскольку на резисторах А', создается напряжение, компенсирующее постоянную составляющую выходного напряжения предыдущего транзистора, необходимо, чтобы R,\ <.Ra
Область низких частот. В области низких частот влияние эмит-терных конденсаторов и конденсаторов связи на усиление схемы при малых допустимых частотных искажениях можно определять

что примерно в полтора раза больше, чем при параллельной коррекции. При: меньших частотных искажениях на высшей рабочей частоте выигрыш, даваемый; параллельно-последовательной коррекцией, будет ещё больше. Значения Lb L2, Rt найдём из выражений:

Таким образом, разнополосная пара при Feyc=0,9 имеет коэффициент усиления в 1,73 раза больше, чем пара одинаковых каскадов, имеющих а=0,414 и те же частотные искажения на высшей частоте. При меньших частотных искажениях разнополосная пара даёт ещё больший выигрыш.

1.23. Может4ли при частотных искажениях сигнала измениться частота гармонических колебаний?

что примерно в полтора раза больше, чем при параллельной коррекции. При меньших частотных искажениях на высшей рабочей частоте выигрыш, даваемый параллельно-последовательной коррекцией, будет ещё больше. Значения L!t L2, Ri найдём из ьыражений:

Таким образом, разнополосная пара при Увус=0,9 имеет коэффициент усиления в 1,73 раза больше, чем пара' одинаковых каскадов, имеющих а = =0,414 и те же частотные искажения на высшей частоте. При меньших частотных искажениях разнополосная пара даёт ещё больший выигрыш.

Усилители мощности на транзисторах. Усилители мощности предназначены для отдачи максимальной мощности в заданную нагрузку при допустимых нелинейных и частотных искажениях. Они содержат один или несколько каскадов усиления. Выходной (оконечный) каскад работает в режиме больших сигналов и, следовательно, потребляет большую мощность от источников питания. Он должен иметь достаточно высокий КПД. Выходные каскады выполняются на специальных мощных транзисторах, включенных обычно по схеме с общим эмиттером или с общим коллектором. Выходной каскад отдает в нагрузку максимальную мощность при определенном сопротивлении нагрузки, называемом оптимальным (/?нопт), часто отличающимся от заданного сопротивления Яя. Обеспечить оптимальное сопротивление нагрузки позволяет использование трансформатора в выходном каскаде. Необходимое значение коэффициента трансформации рассчитывают по формуле