Основы радиоэлектроники и связи

9. Функциональные преобразования сигналов в нелинейных электронных цепях : 9.3. Преобразование сигналов в НЭ с полиномиальной ВАХ

9.3.1 Преобразование гармонического сигнала. Спектр тока

Характеристика НЭ на нижнем участке может быть представлена полиномом:

где - ток, обусловленный постоянным смещением, - переменное напряжение сигнала на входе. При подаче на вход гармонического напряжения

D выходной ток будет меняться по закону:

Закон изменения тока уже не является гармоническим (см.рис.1).

Рис.1

После тригонометрических преобразований можно выражение для тока привести к виду, удобному для построения спектра (рис.2):

Рис.2

откуда амплитуды составляющих равны соответственно:

Многоточия отражают приращения амплитуд за счет членов полиномов более высоких степеней.

Таким образом можно отметить следующие особенности преобразования гармонического сигнала:

• постоянная составляющая тока и все четные гармоники включают в себя четные степени амплитуды входного сигнала;
• амплитуды нечетных составляющих тока являются суммой членов, обусловленных нечетными степенями полинома.

В качестве нелинейных элементов могут быть использованы биполярные транзисторы или специальные диоды, имеющие протяженный нелинейный участок. Для определения участка ВАХ, где она квадратична, можно построить график . Линейный участок этой характеристики и определяет квадратичный участок ВАХ. Экспериментально квадратичный участок НЭ можно определить, подавая гармонический сигнал разной амплитуды и измеряя постоянное напряжение на выходе детектора или амплитуду гармоники на выходе в заданной рабочей точке. Линейный участок полученной амплитудной характеристики даст возможность выбора режима работы нелинейного элемента, на квадратичном участке ВАХ.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004