САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра морских информационно-измерительных систем
Лабораторная работа
Амплитудный детектор
+
2006
Оглавение
Оглавение 2
1. Общие сведения 3
2. Основные характеристики и параметры амплитудного детектора 3
3. Принцип действия и характеристики диодного детектора 4
4. Транзисторный детектор 8
5. Синхронный детектор 9
6. Лабораторная работа 9
Описание лабораторной установки 9
Состав установки 10
Панель ручного управления 11
Поле цифробуквенного дисплея 11
Программа и Порядок выполния работы 11
Автономный режим 11
Содержание отчета 12
Контрольные вопросы 14
1. Общие сведения
Амплитудным детектором (АД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения огибающей входного амплитудно-модулированного сигнала.
Процесс детектирования амплитудно-модулированных (AM) сигналов заключается в воспроизведении модулирующего сообщения x(t) с наименьшими искажениями. В аналитической форме AM сигнал имеет вид
|
(1) |
где
- коэффициент глубины модуляции;
— амплитуда несущего колебания с
частотой
.
Спектр сообщения
сосредоточен в области низких частот
(частот модуляции), а спектр сигнала
-
в области частоты
,
значение которой обычно намного превышает
значение наивысшей частоты модуляции.
Преобразование спектра при демодуляции
возможно только в устройствах, выполняющих
нелинейное или параметрическое
преобразование входного сигнала
.
При использовании нелинейного устройства,
обладающего квадратичной вольтамперной
характеристикой, выходной ток имеет
вид
|
(2) |
где В - постоянный
коэффициент. После устранения фильтром
низких частот (ФНЧ) составляющей с
частотой
получим
|
(3) |
В этом токе
содержится составляющая вида
пропорциональная
передаваемому сообщению, а также
составляющая
которая
определяет степень нелинейных искажений
модулирующего сообщения
.
Параметрическое
преобразование осуществляется путем
умножения
на опорное колебание, имеющее вид
.
В этом случае результат перемножения
определяется следующим выражением:
|
(4) |
Составляющая с
частотой
устраняется ФНЧ, и в результате формируется
низкочастотный сигнал вида
.
Определяя постоянную составляющую
,
например, при помощи разделительного
конденсатора, получаем сигнал вида
,
форма которого определяется передаваемым
сообщением
.
2. Основные характеристики и параметры амплитудного детектора
Детекторная
характеристика представляет собой
зависимость постоянной составляющей
выходного
напряжения от изменения амплитуды
немодулированного сигнала
.
Уровень нелинейных искажений, имеющих
место при детектировании, определяется
видом детекторной характеристики. По
детекторной характеристике можно
определить диапазон изменения амплитуды
модулированного сигнала (1), при котором
нелинейные искажения модулирующего
сообщения
не
будут превышать определенного предела.
Крутизна детекторной характеристики определяется как производная:
является безразмерной величиной и по аналогии с показателями любого усилительного узла характеризует передаточные свойства детектора.
Коэффициент
нелинейных искажений — численная
мера нелинейных искажений модулирующего
сообщения
при
гармонической модуляции с частотой
:
где
- амплитуда колебания с частотой
на выходе амплитудного детектора.
Коэффициент
передачи амплитудного детектора
определяется при гармонической модуляции
с частотой
отношением
Где
– амплитуда колебания с частотой
на выходе амплитудного детектора.
Частотная
характеристика является зависимостью
коэффициента передачи амплитудного
детектора от частоты модуляции
Коэффициент фильтрации амплитудного детектора задается отношением
где
- амплитуда первой гармоники высокочастотного
колебания на выходе амплитудного
детектора.