5.7Получение ам колебаний

АМ колебания можно получить при воздействии на нелинейный элемент двух колебаний: высокочастотного несущего и низкочастотного модулирующего. Частота несущего колебания должна быть много больше наибольшей частоты в спектре модулирующего сигнала.

Наименьший элемент может работать как в режиме слабого сигнала, когда характеристика является квадратичной, так и в режиме большого сигнала, когда работа ведется с отсечкой тока. Лучшие энергетические показатели имеет режим большого сигнала.

Принцип модуляции состоит в том, что низкочастотный модулирующий сигнал практически изменяет положение рабочей точки на ВАХ.

В отличие от нелинейного резонансного усилителя амплитуда импульсов тока изменяется по закону модулирующего напряжения. Это приводит к тому, что амплитуда первой гармоники тока также изменяется во времени. При правильном выборе амплитуды модулирующего напряжения амплитуды импульсов тока будут: , где - модулирующее напряжение с частотой Ω, и тогда амплитуда первой гармоники будет :

.

Смещение рабочей точки под действием модулирующего напряжения приводит к тому, что угол отсечки импульсов тока изменяется во времени, значит, функция тоже изменяется во времени, тогда закон изменения амплитуды тока первой гармоники отличается от закона изменения модулирующего колебания. Это говорит о том, что при данном способе модуляции имеются искажения, т.е. огибающая отличается от модулирующего колебания. Искажения незначительны, если глубина модуляции не превышает 30-40%, а угол отсечки близок к 90°. Это АМ смещения.

5.1Амплитудное детектирование

Детектирование колебаний заключается в выделении сигнала, содержащегося в модулированном колебании. Детектирование – операция обратная модуляции, поэтому иногда эту операцию называют демодуляцией. Для детектирования используют нелинейный элемент, работающий в режиме слабого и сильного сигнала.

5.1.1 Детектирование в режиме сильного сигнала (Диодный детектор ам

Рассмотрим схему однонаправленного выпрямления при действии на входе гармонического колебания.

На интервале, когда выходное напряжение больше входного, конденсатор разряжается через сопротивление R. Амплитуда пульсаций выходного напряжения зависит от постоянной времени цепи разряда. Если постоянная времени RC>>T_o – период входного сигнала ( )? То пульсации малы и можно считать, что U_вых приблизительно равно U_o.

Режим работы диода в этом случае м. проиллюстрировать след рисунком

Импульсы тока, протекающего через диод, имеют косинусоидальную форму и угол отсечки, равный Ө.

Постоянная составляющая тока:

R_D – сопротивление диода в открытом состоянии

Т.о. угол отсечки определяется отношением сопротивления диода к сопротивлению нагрузки

=0, если R- бесконечность. В этом случае. Выходное напряжение равно амплитуде входного напряжения (режим холостого хода), =90^o ? если R=0, (режим короткого замыкания) и напряжение на выходе имеет вид:

Т.о. для получения на выходе выпрямителя напряжения, близкого к амплитуде входного напряжения, необходимо работать с малыми углами отсечки (10-20^o). Для этого сопротивление нагрузки выбирается на 2 прядка больше сопротивления диода(R=100R_D).Емкость выбирается из условия