Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Линейный диодный детектор




Читайте также:
  1. Билинейный функционал
  2. Билинейный функционал. Его матрица
  3. Временной ряд (линейный график)
  4. Диодный детектор АМ-сипшлов.
  5. Квадратичный детектор.
  6. Криволинейный интеграл
  7. Криволинейный интеграл 2 рода.
  8. Криволинейный интеграл второго рода на плоскости
  9. Криволинейный интеграл.
  10. Линейный график
  11. Линейный двусвязный список.

Амплитудные детекторы

ДЕТЕКТОРЫ

Фазовые модуляторы

Фазовые модуляторыреализуют на основе кольца ФАПЧ с модуляцией варикапа в контуре автогенератора, управляемого напряжением (ГУН) модулирующего сигнала и кольца ФАПЧ. При этом для модуляции в контур автогенератора включают второй варикап.

Детектированием (демодуляцией) называется процесс

преобразования модулированного высокочастотного сигнала (ВЧ) в низкочастотный (НЧ) модулирующий сигнал.

Детекторы (демодуляторы) выполняют функцию, обратную функции модуляции, и подразделяются на амплитудные, частотные, фазовые, импульсные и т. д.

 

Рассмотрим процесс детектирования тонального АМ радиосигнала.

На вход детектора (АМ детектора) подаётся ВЧ модулированное колебание вида:

uвх(t)=Uвх (1+McosΩt) cosω0t =Uвх(t) cosω0t , (4.16)

где Uвх(t) = Uвх (1+МcosΩt) –огибающая ВЧ АМ радиосигнала.

Выходное НЧ напряжение детектора

uвых(t)=Uвых cosΩt,

пропорционально передаваемому сообщению.

Эффективность амплитудного детектора оценивают

коэффициентом передачи (коэффициентом детектирования), определяемым отношением амплитудывыходного НЧ напряжения к амплитуде огибающей ВЧ входного АМ сигнала (без постоянной составляющей):

kд = Uвых /(MUвх).(4.17)

В зависимости от амплитуды АМ сигнала и степени нелинейности характеристики детекторного элемента возможны два режима детектирования: линейный (режим больших амплитуд с кусочно-линейной аппроксимацией характеристики) и квадратичный (работа при малых амплитудах на участке характеристики, описываемой полиномом второй степени).

 

При линейном режиме работы детектора амплитуды сигналов на входе и выходе связаны прямо пропорциональной зависимостью. Рассмотрим схему последовательного диодного детектора, у которого диод VD включён последовательно с низкочастотным Rн Cн фильтром.

Чтобы цепь реальной нагрузки любого детектора эффективно

отфильтровывала полезный модулирующий сигнал и подавляла паразитные высокочастотные составляющие, необходимо выполнение двух неравенств:

1 /(ΩCн)>>Rн ; 1 /(ω0Cн)<<Rн. (4.18)

При этом сопротивление нагрузки Rн должно быть значительно больше сопротивления диода в его прямой проводимости, что всегда выполняется на практике.

Пусть на вход диодного детектора подаётся простейший,

тональный АМ сигнал uвх(t)=Uвх(t)sinω0t (рис. 4.10, б).

Рис.4.10.Последовательный диодный детектор:

а)- схема; б- диаграмма напряжений

 

Ток через диод протекает в моменты времени, когда амплитуда входного напряжения uвх превышает напряжение на конденсаторе Cн (а значит, и на выходе детектора uвых). В этом случае конденсатор Cн заряжается через малое сопротивление открытого диода намного быстрее, чем разряжается на высокоомное сопротивление нагрузки Rн.



Поэтому диод большую часть периода входного колебания закрыт и амплитуда выходного напряжения близка к амплитуде входного.

1) Найдем kд. Для упрощения анализа и расчётов схемы положим, что на вход детектора подаётся достаточно большое немодулированное гармоническое напряжение, при котором ВАХ диода можно аппроксимировать отрезками прямых линий (рис. 4.11).

Рис.4.11 Диаграммы тока и напряжений в линейном детекторе.

 

Как следует из работы детектора и этого рисунка, амплитуды входного и выходного напряжений связаны простым соотношением

Uвых= U0=Uвх cosθ.

В этом случае коэффициент передачи детектора равен

kд=Uвых /Uвх=cosθ. (4.19)

Постоянная составляющая тока амплитудного детектора через Rн в соответствии с формулой (4.10): I0=SUвхγo. Поэтому среднее значение выходного напряжения

Uвых=U0=I0Rн=SUвхγoRн. (4.20)

Разделив обе части на Uвх и подставив в данное соотношение cosθ из (4.19) и γo из (4.11), получим следующее трансцендентное уравнение (неизвестное входит в аргумент):

cosθ=oRн=SRн /π (sinθ-θcosθ). (4.21)

Поделив обе части этого уравнения на cosθ, запишем

tgθ - θ=π /SRн. (4.22)

Из этой формулы следует, что угол отсечки не зависит от амплитуды входного сигнала и определяется только величиной произведения SRн. При этом чем оно больше, тем меньше угол отсечки. Как правило, SRн>> 1, поэтому угол отсечки θ близок к нулю. Известно, что при малых углах имеет место равенство tgθ= θ+ θ3/3, с учетом которого получим из (4.22) коэффициент детектирования:

(4.23)

2). Найдем входное сопротивление последовательного детектора

(также для немодулированного сигнала).

В практических схемах АМ детектор шунтируется своим низким входным сопротивлением нагрузку предыдущего каскада усилителя промежуточной частоты (УПЧ) приёмника и влияет на параметры усилителя УПЧ. Поэтому найдем это входное сопротивление.

Предположим, что угол отсечки очень мал и поэтому cosθ=1, а

Uвх = U0. Мощность немодулированного гармонического сигнала, подводимую к детектору, можно определить как Pвх=0,5Uвх2/Rвх, где Rвх - искомое входное сопротивление детектора. Мощность, выделяемая на нагрузке детектора, Pн= U02/Rн. Поскольку сопротивление диода в прямом направлении близко к нулю, то вся входная мощность выделяется на нагрузке (Pн= Pвх), т.е. U02/Rн= 0,5Uвх2Rвх. Отсюда входное сопротивление диодного детектора:

Rвх= Rн/2 (4.24)

Принцип действия последовательного линейного детектора можно

распространить на любые типы амплитудных детекторов, имеющих

НЭ с односторонней (вентильной) проводимостью.

 

Пример 4.2.АМ сигнал с тональной модуляцией uАМ(t)=5(1+0.8 cosΩt)cosω0t подан на вход линейного диодного детектора. Нагрузка детектора имеет сопротивление Rн=20кОм, а крутизна характеристики диода S=15мА/В.

Определить амплитуду выходного сигнала детектора.

Решение. Поскольку значение параметра SRн=300 достаточно велико, то в соответствии с формулой (4.23) коэффициент детектирования

Амплитуда входного АМ – сигнала равна Uвх=5(1+0,8)=9В. Тогда амплитуда выходного сигнала (с постоянной составляющей) Uвых= kДUвх=0,95∙9=8,55 В.

 





Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 4372; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2019) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.