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再生式变频器分析和使用

再生式变频器分析和使用

点击数:7265 次   录入时间:03-04 12:00:35   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

  1晶体管变频原理
  用晶体管输入特性的非线性区域来变频,其原理电路。晶体管的输入特性曲线是一个非线性的伏安关系。

  晶体管的输入电流可以用幂级数ib来表示:ib=∞n=0 anun =a0+a1u+a2u2 +…。

  为了研究方便,通常用二次多项式ib=a0+a1u+a2u2(1)近似表达其非线性特性。其中a0是流过晶体管基极的直流电流分量,a1=1/rbe是晶体管的输入导纳,a2则决定于特性曲线的非线性主要部分(二次项部分)。a0,a1,a2不但与晶体管及其工作点有关,还和外加信号电压的大小有关。

  为了讨论上的方便,设接收来的高频信号为单一调制频率的调幅波,其电压为us= Us(t)cosst,其中Us(t)=Uscost.

  因为任何复杂的信号都是由很多单一频率的简谐波迭加起来的,只要研究单一频率调制信号的变频特性就可以推测一般调制信号的变频特性。而接收机内本机振荡器产生的等幅振荡电压ul为ul=Ulcoslt;加到晶体管的基极和发射极之间的电压为u=ul+us=Ulcoslt+Us(t)cosst.(2)把(2)式代入(1)式,得ib=a0+a1<Ulcoslt+Us(t)cosst>+a2<Ulcoslt+Us(t)cosst> 2。(3)利用三角函数关系式cos2 =(1+cos2)/2及2coscos=cos(+)+cos(-),把(3)式展开并整理后,可得ib=a0+(1/2)a2U2 l+(1/2)a2U2 s(t)+a1<Ulcoslt+Us(t)cosst>+(1/2)a2<U2 lcos2lt+U2 s(t)cos2st>+a2UlUs(t)<cos(l+s)t+cos(l-s)t>.

  此时晶体管的集电极输出电流为ic=ib,于是ic=a0+(1/2)a2U 2 l+(1/2)a2U 2 s(t)+a1<Ulcoslt+Us(t)cosst>+(1/2)a2<U2 lcos2lt+U2 s(t)cos2st>+a2UlUs(t)< cos(l+s)t+cos(l-s)t>.(4)从(4)式可以看出输出电流ic中包含下列分量:(1)直流分量a0和由等幅本机振荡电压产生的直流分量(1/2)a2U2 l;(2)由高频调幅波电压产生脉动分量(1/2)a2U2 s(t);(3)原有的频率分量被放大成为a1Ulcoslt和a1Us(t)cosst;(4)二次谐波分量(1/2)a2U 2 l(t)cos2lt和(1/2)a2U 2 s(t)cos2st;(5)和频与差频分量a2UlUs(t)cos(l+s)t及a2UlUs(t)cos(l-s)t.

  差频a2UlUs(t)cos(l-s)t项即所要的中频信号。令中频电流为ii,它被包含在输出电流ic中,有ii=a2UlUs(t)cos(l-s)t=a2UlUs(t)cosit,式中,中频角频率i=l-s.

  如的电路中,LC回路调谐在中频i上,则可以从各频率分量中把中频分量取出。设回路的谐振电阻为R0,则输出中频电压u0为u0=iiR0=a2R0UlUs(t)cosit.(5)由于设us为一高频已调波,Us(t)=Uscost,故(5)式可写为u0=a2R0UlUscostcosit.(6)(6)式表明,变频器输出的中频信号电压振幅U0与高频信号电压的振幅Uscost成正比。这种线性关系说明变频器输出的中频信号包络曲线和变频器输入高频信号的包络曲线形状是一致的。即达到了变换频率的目的。

  2提高变频器增益的途径

  从(6)式可以看出,如果希望从变频器输出较大的中频信号电压,即变频级要有较大的增益,有下面几种途径:(1)由于u0与Ul成正比,所以适当加大本振电压的幅度Ul有利于得到较大的中频电压输出和功率输出,最佳本振电压Ul的取值范围为50~100mV;(2)u0的大小与和a2有关,还与Uscost成正比,所以加大接收到的信号电压幅度,也能够使变频器输出的中频电压增大。

  对于接收机来说,接收到的高频信号电压幅度往往要比本振电压的幅度低得多,因此提高高频信号电压幅度是增大变频级输出中频电压的最有效办法。

  3在变频级中引入再生提高增益和选择性

  对于普通的变频电路来说,其变频器晶体管集电极输出信号中只有中频信号才被中频谐振回路LC选出来,送到后面的中频放大器去,其余的各种频率分量全都被滤除掉。然而,在这些频率分量中有一项为被放大后的高频信号分量a1Us(t)cosst,该分量被滤除掉实在可惜。如果利用它来向输入回路补充能量,可使输入回路的高频损耗减小,Q值增加,从而提高了灵敏度,增益和选择性。在不产生啸叫的前提下大幅度增大输入信号幅度,从而使变频器输出较大的中频电压。

  再生线圈L用0.3~0.5mm的漆包线绕1~3匝,可以在磁棒上活动调节,线圈的极性与接法和。

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