Содержание

1. Аннотация…………………………………………………………………….4

2. Введение………………………………………………………………………6

3. Сведения о современном состоянии вопроса………………………….7

3.1. Теоретические сведения об амплитудных детекторах…………...7

3.1.1. Общие вопросы…………………………………………………….7

3.1.2. Основные характеристики и параметры амплитудного детектора……..………………………………………………………8

3.1.3. Принцип действия и характеристики диодного детектора….9

3.2. Описание лабораторного макета………………………………...…14

4. Методическое пособие для выполнения лабораторной работы

студентами. Ход работы………………………………………………16

4.1. Исследование статических детекторных характеристик……….16

4.2. Исследование динамических детекторных характеристик……..17

4.3. Исследование линейных искажений в детекторе………………..18

4.4. Исследование нелинейных искажений, возникающих

вследствие неравенства нагрузок детектора для постоянного

и переменного тока……………………………………………………20

4.5. Исследование искажений, возникающих из-за избыточной

постоянной времени нагрузки……………………………………….21

4.6. Наблюдение формы тока, протекающего через диод…………..22

4.7. Определение коэффициента фильтрации ВЧ напряжения……23

5. Исследование характеристик лабораторного макета………………..25

5.1. Исследование статических детекторных характеристик……….25

5.2. Исследование динамических детекторных характеристик……..25

5.3. Исследование линейных искажений в детекторе……………..…27

5.4. Исследование нелинейных искажений, возникающих

вследствие неравенства нагрузок детектора для постоянного и

переменного тока……………………………………………………...27

5.5. Исследование искажений, возникающих из-за избыточной постоянной времени нагрузки……………………………………….31

5.6. Наблюдение формы тока, протекающего через диод…………. 32

5.7. Определение коэффициента фильтрации ВЧ напряжения…....34

5.8. Исследование детектора, работающего по схеме с

удвоением напряжения………………………………………………36

6. Выводы……………………………………………………………………… 38

7. Литература…………………………………………………………………..39

Введение.

Амплитудный детектор – аналоговое устройство, основной задачей которого является детектирование модулированного сигнала. Под детектированием понимается процесс преобразования подводимого модулированного напряжения в напряжение, соответствующее закону модуляции. Необходимость детектирования вытекает из основного назначения приемника – извлечении полезной информации из сигнала, поступающего на его вход. Полезная информация передается с помощью амплитудной, частотной, фазовой и других видов модуляции. Соответственно этому различают амплитудные, частотные, фазовые и другие виды детекторов.

В данной работе исследуется лабораторный макет диодного амплитудного детектора. Цель работы - исследовать характеристики лабораторного макета, сопоставить полученные данные с теоретическими и составить методическое пособие к этому макету.

3.Сведения о современном состоянии вопроса.

3.1. Теоретические сведения об амплитудных детекторах.

3.1.1. Общие вопросы.

Детектирование(демодуляция) - преобразование электрических колебаний, в результате которого получаются колебания более низкой частоты (или постоянный ток). В радиотехнике детектирование — выделение низкочастотного модулирующего сигнала из модулированных высокочастотных колебаний. Детектирование применяется в радиоприёмном устройстве для получения колебаний звуковой частоты, сигналов изображений в телевидении и т. д. В большинстве случаев детектирование осуществляют с помощью устройств с нелинейной проводимостью (диодов, электронных ламп, транзисторов и т. д.).

Амплитудным детектором (АД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения, изменяющегося в соответствии с законом модуляции амплитуды входного гармонического сигнала. Процесс детектирования амплитудно-модулированных (АМ) сигналов вида

u_вх (t)  u(t)cos(ωt) (1)

где u(t)U_вх[1mx(t)],

m  1 – коэффициент глубины модуляции;

U_вх – амплитуда несущего колебания с частотой ω, заключается в воспроизведении модулирующего сообщения x(t) с наименьшими искажениями. Спектр сообщения x(t) сосредоточен в области низких частот (частот модуляции), а спектр сигнала u_вх (t) – в области частоты ω, значение которой обычно намного превышает значение наивысшей частоты модуляции. Преобразование спектра при демодуляции возможно только в устройствах, выполняющих нелинейное или параметрическое преобразование входного сигнала u_вх(t).

При использовании нелинейного устройства, обладающего квадратичной вольт-амперной характеристикой, выходной ток имеет вид:

(2)

где В – постоянный коэффициент. После устранения фильтром низких частот (ФНЧ) составляющей с частотой 2ω получим:

(3)

В этом токе содержится составляющая вида , пропорциональная передаваемому сообщению, а также составляющая , которая определяет степень нелинейных искажений модулирующего сообщения x(t).

Параметрическое преобразование осуществляется путем умножения u_вх(t) на опорное колебание, имеющее вид: u₀(t)U₀cos(ωt). В этом случае результат перемножения определяется следующим выражением:

u_вх(t)u₀(t)u(t)U₀ [0,5+0,5cos(2ωt)] (4)

Составляющая с частотой 2ω устраняется ФНЧ и в результате формируется низкочастотный сигнал вида 0,5U₀u(t). Отделяя постоянную составляющую 0,5U₀U_вх, например, при помощи разделительного конденсатора, получаем сигнал вида 0,5U₀U_вхmx(t), форма которого определяется передаваемым сообщением x(t).