Основы радиоэлектроники и связи

9. Функциональные преобразования сигналов в нелинейных электронных цепях : 9.2. Воздействие бигармонического сигнала на НЭ с кусочно-линейной ВАХ

9.2.1 Общие сведения о сигналах

Бигармоническим называется сигнал, представляющий собой сумму двух гармонических сигналов с разными частотами:

В ряде случаев такое представление является основой (первым приближением) для анализа процессов преобразования более сложных сигналов в нелинейных цепях.

Если частота одного из сигналов, например , является более низкой чем частота второго сигнала, т.е. <<, то первый сигнал называется низкочастотным, а второй – высокочастотным, а их сумма - бигармоническим сигналом с далёкими частотами.

На рис.1 показаны временное (а) и частотное (б) представление такого сигнала.

Рис.1

Такой вид воздействия характерен для модуляторов. Низкочастотный сложный сигнал (модулирующий) можно представить в виде суммы гармонических:

или в виде интеграла:

,

причём

Рассматривая поведение нелинейного элемента под действием двух гармонических сигналов с далекими частотами, можно оценить и поведение при сложном низкочастотном воздействии. Высокочастотный сигнал в этом случае называется несущим колебанием, его частота называется несущей.

Если частоты и не сильно отличаются друг от друга, т.е. |-|<<,, то такой сигнал называется бигармоническим с близкими частотами. Вид мгновенной функции сигнала определяется соотношением амплитуд каждой составляющей.

В целом такой сигнал отвечает определению узкополосного сигнала и его можно представить квазигармоническим с огибающей

и мгновенной частотой:

,

где =-; .

На практике один из сигналов сам является квазигармоническим (радиосигналом) с медленно меняющимися параметрами, а второй – гармоническим с заданными постоянными амплитудой, частотой и начальной фазой. В радиоприемных устройствах гармонический сигнал, например с частотой , называют сигналом гетеродина, а второй – со средней частотой - просто сигналом. Таким образом в общем случае на входе нелинейного элемента действует высокочастотное колебание:

где индекс “Г” относится к сигналу гетеродина, индекс “C” – к преобразовываемому сигналу.

Такой вид входного воздействия характерен для таких преобразователей спектра как смеситель (или преобразователь частоты) и синхронный детектор.

В первом приближении можно принять узкополосный (модулированный) сигнал как гармонический с постоянными амплитудой и фазой.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004