2. Расчет резонансного умножителя частоты
2.1. Условие задачи
На вход резонансного умножителя частоты, выполненного на полевом транзисторе (см. рис. 2.1) подано напряжение e(t) = Um cos(2πf1t), где f1 — частота. Напряжение между затвором и истоком транзистора равно u(t) = U0 + e(t), где U0 — напряжение смещения. Нагрузкой транзистора является колебательный контур с резонансной частотой fp = 2f1, емкостью C и добротностью Q = 60. Коэффициент включения катушки — p. Сток-затворная характеристика транзистора задана в виде таблицы 2.1 и может быть аппроксимирована в окрестности U0 полиномом второй степени [4]
(u) = a0 + a1(u – U0) + a2(u – U0)2.(2.1)
Таблица 2.1 — Сток-затворная характеристика транзистора
|
Uзи, В |
–12 |
–11 |
–10 |
–9 |
–8 |
–7 |
–6 |
–5 |
–4 |
–3 |
–2 |
–1 |
0 |
|
ic, мА |
1,6 |
1,8 |
2,1 |
2,5 |
3 |
3,8 |
4,8 |
6 |
7,5 |
9 |
12 |
15 |
20 |
Рис. 2.1 — Схема удвоителя частоты
Требуется:
1. Построить сток-затворную характеристику полевого транзистора. Изобразить временные диаграммы входного напряжения, тока стока и выходного напряжения умножителя.
2. Определить коэффициенты аппроксимирующего полинома a0, a1, a2.
3. Рассчитать спектр амплитуд тока стока и спектр входного напряжения умножителя. Построить соответствующие спектрограммы и найти коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения.
4. Рассчитать нормированную АЧХ контур, построить её в том же частотном масштабе, что и спектрограммы, расположив их друг под другом.
5. Рассчитать индуктивность и полосу пропускания контура.