1.2 Основні характеристики і параметри амплітудного детектора

Детекторна характеристика є залежністю постійної складової вихідної напруги від зміни амплітудиU_с немодульованого сигналу (3).

За припущення лінійності ВАХ діода, вище було показано, що ця залежність є лінійною (8). Однак, реальна детекторна характеристика є нелінійною, особливо для малих амплітуд сигналу (рис. 3).

Нелінійність детекторної характеристики, в цілому, зумовлена, як нелінійністю ВАХ діода, так і іншими факторами.

Рис. 3. Детекторна характеристика

Крутизна детекторної характеристики визначається як похідна:

. (13)

Крутизна детекторної характеристики є безрозмірною величиною і по аналогії з показниками будь-якого підсилювального вузла характеризує передавальні властивості детектора.

Коефіцієнт нелінійних спотворень є чисельною мірою нелінійних спотворень модулюючого повідомлення f (t) при гармонійній модуляції з частотою   2F:

, (14)

де U_k – амплітуда коливання з частотою k на виході амплітудного детектора. Коефіцієнти U_k швидко спадають до нуля, тому при практичних розрахунках обмежуються величиною n = 5 - 10.

Для зменшення коефіцієнта нелінійних спотворень глибину модуляції вибирають не дуже близькою до одиниці, а кут відсікання – малим. Це забезпечує роботу детектора в режимі "великих сигналів" – близькому до лінійного.

Коефіцієнт передачі амплітудного детектора визначається при гармонійній модуляції з частотою  відношенням :

, (15)

де U_ – амплітуда коливання з частотою  на виході амплітудного детектора. Залежність цього коефіцієнта від частоти модуляції називають частотною характеристикою детектора k_ ().

Коефіцієнт фільтрації амплітудного детектора задається відношенням:

(16)

де U_ – амплітуда першої гармоніки високочастотного коливання на виході амплітудного детектора.

2. Принципова схема амплітудного діодного детектора

На рис. 4 приведена принципова схема послідовного діодного амплітудного детектора. Детектор підключений до каскаду підсилювача проміжної частоти резонансного типу.

Рис. 4 АД з підсилювачем проміжної частоти

Підсилювальний каскад реалізований на транзисторі КТ 316 В. Резистори R2, R3 та R4 створюють необхідну величину напруги між базою та емітером. Конденсатор С2 анулює негативний зворотній зв’язок по змінному струму, що дозволяє досягнути значного коефіцієнта підсилення завдяки стабільній роботі транзистора. Навантаженням каскаду є коливальний контур, налаштований на проміжну частоту 465 кГц. Детектор підключений до коливального контура через котушку індуктивності.

Джерелом живлення служить незалежне джерело постійної напруги величиною 12 В.

На вхід досліджуваної схеми може підключатись джерело гармонійного чи апмлітудно-модульованого сигналу.

3. Завдання

Для комп’ютерної моделі послідовного діодного амплітудного детектора, який містить кінцевий каскад підсилювача проміжної частоти (рис. 4), відповідно до індивідуального варіанту (див. табл. 1), проведіть такі дослідження.

1. Визначте АЧХ резонансного підсилювача без впливу детектора та резонансну характеристику навантаженого підсилювача.

Визначити коефіцієнт підсилення , смугу пропускання(на рівні) та еквівалентну добротністьдля обох випадків. Скористайтесь наданою схемою у файлі lab_4_1.cir.

2. Для немодульованого вхідного сигналу дослідіть тривалість перехідного процесу. Отримайте характеристику детектування для різних значень опорунавантаження детектора(R6). Скористайтесь наданою схемою у файлі lab_4_2.cir.

3.Отримайте часові залежності струму діода детектора та напруги на навантаженні детектора для заданого на вході підсилювача немодульованого гармонійного сигналу (3). Схема надана у файлі lab_4_3.cir.

4.Для вхідного сигналу з однотональною модуляцією отримайте часові залежності напруги на вході детектора, струму діода детектора, напруги на виході детектора.

Проведіть спектральний аналіз сигналу на виході та обчисліть коефіцієнти нелінійних спотворень при різних значеннях глибини модуляції. Дослідіть залежність коефіцієнта фільтрації від значення ємності навантаження.

Схема надана у файлі lab_4_4.cir

Таблиця 1

№	, мВ	Fc, кГц	F, Гц		R6, кОм	C4, нФ
1	5	465	500	0,90	1 ; 5	10 ; 5
2	5	465	1000	0,90	2 ; 10	20 ; 5
3	5	465	2500	0,90	3 ; 15	10 ; 5
4	5	465	2000	0,90	1 ; 5	20 ; 5
5	5	465	500	0,90	2 ; 10	10 ; 5
6	10	465	1000	0,85	3 ; 15	20 ; 5
7	10	465	2500	0,85	1 ; 5	10 ; 5
№	, мВ	Fc, кГц	F, Гц		R6, кОм	C4, нФ
8	10	465	2000	0,85	2 ; 10	20 ; 5
9	10	465	500	0,85	3 ; 15	10 ; 5
10	10	465	1000	0,85	1 ; 5	20 ; 5
11	5	465	2500	0,80	2 ; 10	10 ; 5
12	5	465	2000	0,80	3 ; 15	20 ; 5
13	5	465	500	0,80	1 ; 5	10 ; 5
14	5	465	1000	0,80	2 ; 10	20 ; 5
15	5	465	2500	0,80	3 ; 15	10 ; 5
16	10	465	1000	0,90	2 ; 10	20 ; 5
17	10	465	2500	0,90	3 ; 15	10 ; 5
18	10	465	2000	0,85	1 ; 5	20 ; 5
19	10	465	500	0,85	2 ; 10	10 ; 5
20	10	465	1000	0,80	3 ; 15	10 ; 5
21	5	465	2500	0,80	1 ; 5	20 ; 5
22	10	465	2000	0,80	2 ; 10	10 ; 5