ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер 38.1: Модуляция и детектирование

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо рассмотреть принцип работы транзисторного генератора как системы с обратной связью. Амплитуда автоколебаний не может расти бесконечно из-за нелинейных свойств активных элементов (транзистора). Нужно определить механизм, который ограничивает рост амплитуды и устанавливает стационарный режим колебаний.

Вычисление и физическое обоснование:

В начальный момент времени малые флуктуации тока или напряжения в контуре усиливаются транзистором за счет положительной обратной связи. Коэффициент усиления K должен превышать коэффициент затухания цепи обратной связи β, то есть выполняется условие самовозбуждения: Kβ>1

По мере роста амплитуды колебаний транзистор начинает работать в режимах отсечки и насыщения. Это приводит к тому, что эффективный коэффициент усиления K_эфф уменьшается. Установившаяся амплитуда определяется тем значением, при котором система приходит в равновесие:

где A — амплитуда колебаний. Таким образом, амплитуда зависит от степени нелинейности характеристики транзистора и параметров цепи обратной связи.

Проверка и вывод:

Если бы транзистор был идеальным линейным элементом с постоянным усилением, амплитуда росла бы до предела питания источника энергии. В реальных схемах ограничение происходит именно из-за нелинейности ВАХ транзистора. Следовательно, амплитуда зависит от глубины обратной связи и характеристик активного элемента.