Амплитудное детектирование

Принцип действия АМ-детектора рассмотрим на схеме однополупериодного выпрямителя в двух случаях:

1. В отсутствии модуляции

2. При однотональной АМ

Случай U_вх = S(t) в отсутствии модуляции

S(t) = U_mcos ω₀t

Напряжение на выходе U_вых представляет собой пульсирующую около некоторого значения U₀ кривую (см. рисунок). Это напряжение является отрицательным по отношению к диоду, поэтому ток через диод возможен в те моменты времени, когда положительная полуволна входного напряжения превышает напряжение на выходе (конденсаторе). Ток через диод имеет форму косинусоидальных импульсов.

t₁ < t < t₂ – конденсатор заряжается;
t₂ < t < t₁ – конденсатор разряжается.

Если постоянная времени RC-цепи τ_RC >> T₀ = (2π)/ω₀, то амплитуда пульсаций на выходе будет мала и можно считать, что U_вых ≈ U₀.

Угол отсечки: 0° < θ < 90°

U_вых (выпрямленное напряжение) зависит от напряжения на входе U_m.

Угол отсечки определяется уравнением:

(tg θ – θ)/π = R_i/R (1),

где R – сопротивление, R_i – внутренне сопротивление.

θ однозначно определяется внутренним сопротивлением диода и сопротивлением нагрузки.

Используя (1), построим график:

Эффективность работы детектора оценивается коэффициентом детектирования:

K_д = U_{m вых}/(MU_вх);

К = U_вых/U_m.

Рассмотрим 2 предельных случая, когда:

1. θ = 0°

2. θ = 90°

1. R_i/R → 0, R→ ∞. Схема вырождается в следующую:

Конденсатор зарядится до максимального значения, ток через диод течь не будет.

2. R_i/R → ∞, R → 0.

При этом входная ЭДС приложена к диоду, и ток через диод принимает форму полуволновых импульсов.

На практике для получения выпрямленного напряжения, близкого к U_m, угол отсечки должен быть мал (10°…20°), а отношение U₀/U_m = cos θ ≈ 1. Для получения такого режима сопротивление нагрузки R следует выбирать из условия R ≈ 100R_i, а τ_RC >> T₀.

2012-05-12

Дата добавления: 2014-01-03