Детектор аналоговых ам сигналов
Демодуляция – нелинейный процесс, поэтому она осуществляется с помощью элементов имеющих нелинейную ВАХ. В зависимости от типа применяемого НЭ детекторы бывают: диодные, транзисторные.
Диодный демодулятор
В зависимости от схемы бывают детекторы последовательного типа и параллельного. Они имеют вид:
Рассмотрим работу детектора последовательного типа:
На входе емкость Ск и индуктивность представляют контур настроенный на несущую частоту и полоса пропускания контура должна быть ≥2Ω. НЭ – является диод VD, а ФНЧ емкость «С» и «R» . Т.к. «С» имеет малое сопротивление, то несущая частота замыкается через «С». НЧ выделяются на «R» и передаются дальше для реализации сообщений. В зависимости от уровня сигналов подается на вход детектора, работа диода может происходить на различных участках ВАХ. При слабых сигналах работа происходит вначале ВХ, где напряжение изменяется по квадратичному закону.
Параметры детекторов
Они зависят от схемы детектора и свойств НЭ. К ним относятся:
- коэф. передачи искажения;
- входное сопротивление детектора;
- коэф. нелинейных искажений (отношение гармоников высших составляющих к амплитуде основной гармоники).Они возникают из-за не идеальности фильтра НЧ.
- детекторная характеристика - зависимость тока на выходе от напряжения на входе.
Рассмотрим работу линейного детектора:
Будем считать что на воде действует напряжение:
.
Построим временную диаграмму напряжения на выходе схемы и тока протекающего через вентиль.
Напряжение на выходе представляет собой пульсирующую около среднего значения кривую. Это напряжение является отрицательным по отношению к диоду. Т.е приложенным к «+» на катод, поэтому ток через диод возможен только в течении отреза периода когда положительная полуволна напряжения на входе превышает напряжение. Uвых, поэтому ток через диод имеет форму импульса отличного от напряжения и длительность протекания тока через вентиль будет меньше чем π. Происходит отсечка части синусоиды. В промежутке t1 и t2 происходит заряд емкости импульсом и Uвых возрастает, затем напряжение Uвых убывает Джо прихода следующего импульса. Если постоянная времени в нагрузочной цепи, велики по сравнению с периодом, то амплитуда пульсации будет мала. Поэтому можно считать что Uвых=E0.
Угол
- называется углом отсечки и может
меняться от
до 0, если отсечки нет, то
.
При этом норма импульса тока близка к
отсеченной части косинусоиды. Коэффициент
передачи детектора:
.
Для того чтобы обеспечить высокий коэффициент передачи необходимо иметь малый θ, тогда коэф. передачи равен «0,9 – 0,98». Ток протекающий через диод представляет собой периодическую последовательность косинусоидальных импульсов:
.
- крутизна детекторной
характеристики.
Для определения величины тока необходимо использовать разложения в ряд Фурье и найти все составляющие по постоянному току. Значении этих гармоник позволяет определить нелинейное искажение.
Входные устройства
Входными устройствами называются элементы (цепь) которые связывают линию, приемную антенну, катушку с входом 1-го каскада усиления, либо с входом преобразователя частоты. Основной задачей входного устройства является селекция, т.е выделение сигнала от помехи, согласование входных сопротивлений антенны линии с усилителем.
Входные устройства имеют различную структуру, схемы в зависимости от типа линий связи от типа прямолинейного канала. Делится на 3-и группы:
- для приема сигнала телеуправления по проводным линиям;
- при передачи сигнала с линиями индуктивной связи (АЛСН) или при передачи по р.ц (ТРЦ);
- радиоканал;
Рассмотрим входные устройства при использовании проводных линий. Как правило, в таких устройствах для селекций сигналов используют ПФ типа «к» и «m». Простейший ПФ типа «к»:
Выше рассмотренный фильтр не отвечает основным требованиям в СЦБ по безопасности при отказе элементов, т.е повреждения не контролируются и при обрыве контуров и повреждении «L» или «С», то контур перестраиваться на другую частоту, безопасности нет! Поэтому в СЦБ разработаны специальные фильтры отвечающие требованиям безопасности (любое повреждение контролируется) для этой цели используется фильтр на связанных контурах.