
- •Лекция №15 Тема: Детектирование сигналов с амплитудной модуляцией
- •Содержание лекции
- •1 Назначение обработки сигналов в демодуляторах. Принцип действия ад на диоде
- •2 Основные характеристики ад
- •3 Функциональные и схемотехнические особенности рПрУ с амплитудной модуляцией сигналов. Типы ад
- •3.1 Детекторы импульсных сигналов
- •3.2 Параллельный диодный ад
- •3.3 Транзисторные ад
Лекция №15 Тема: Детектирование сигналов с амплитудной модуляцией
Цель:
изучить назначение, принцип действия и характеристики амплитудного детектора (АД).
Вопросы:
1. Назначение обработки сигналов в демодуляторах. Принцип действия амплитудного детектора (АД) на диоде.
2. Основные характеристики АД.
3. Функциональные и схемотехнические особенности РПрУ с амплитудной модуляцией сигналов. Типы АД.
Материальное обеспечение: проектор, рисунки 15.1 - 15.
Литература: [2] - стр. 335 - 343; 361 - 375.
Содержание лекции
1 Назначение обработки сигналов в демодуляторах. Принцип действия ад на диоде
АД предназначен для преобразования амплитудно - модулированных сигналов высокой частоты в напряжение, изменяющееся по закону модуляции. Непременной составляющей любого АД является - нелинейный элемент (НЭ) (полупроводниковые приборы, электронные лампы). Наиболее распространены полупроводниковые диодные АД (рисунок 15.1).
Рисунок 15.1
Собственно АД
включает: диод
,
резистор нагрузки
,
конденсатор нагрузки
.
В качестве источника сигнала на схеме
показан выходной КК УПЧ, настроенный
на частоту
.
Нагрузкой АД служит входное сопротивление
УНЧ.
Для простоты сначала рассмотрим работу АД при подаче на его вход немодулированного сигнала вида:
.
При положительной
полуволне ВЧ - напряжения плюс приложен
к аноду
диода.
Диод открыт и конденсатор
заряжается через прямое сопротивление
диода
;
до некоторого значения
.
Постоянная времени цепи заряда
конденсатора равна
.
При отрицательной
полуволне диод заперт и конденсатор
разряжается через резистор
.
Постоянная времени цепи разряда
конденсатора равна
.
Обычно
и
,
где
- период ВЧ - напряжения на входе.
Поэтому за время
конденсатор не успевает полностью
разряжаться и на нем накапливается
пульсирующее с периодом
положительное напряжение
(см. рисунок 15.2). Это напряжение подзапирает
диод, т.к. прикладывается к катоду.
Рисунок 15.2
Среднее значение
напряжения
на рисунке 15.2. обозначено как
.
Это- полезный результат детектирования
и называется выпрямленным напряжением
детектора. Для его увеличения
необходимо уменьшить
и увеличивать
.
Тогда конденсатор
будет быстро заряжаться и не успевать
существенно разрядиться за время
.
Уменьшить
можно только уменьшением емкости
;
-
величина постоянная. Однако при
этом уменьшится и
,
т.к.
.
Последнее компенсируют увеличением
.
На практике выбирают:
;
,
где
- паразитная емкость «анод - катод»
диода.
Высокочастотными
составляющими тока на выходе АД:,
можно пренебречь, т.к. они замыкаются
через
на корпус. Таким образом,
,
т.е. при подаче на вход АД немодулированного напряжения на его выходе получается почти постоянное выпрямленное напряжение.
При подаче на вход модулированного напряжения имеем:
,
где
- коэффициент глубины модуляции;
- частота
модуляции;
- амплитуда несущего
колебания (рисунок 15.3, а).
Рисунок 15.3
Выпрямленное
напряжение при этом меняется в такт с
изменениями амплитуды входного сигнала
(рисунок 15.3, б). Теперь это напряжение
представляет собой сумму постоянной
составляющей
,
пропорциональной амплитуде несущей
,
и переменной составляющей, повторяющей
закон модуляции
.
Переменная
составляющая проходит на выход АД. Это
- полезный результат. Постоянная же
составляющая не пропускается конденсатором
и через
замыкается на корпус.
Выходное
напряжение при этом описывается так
.
Более высокочастотные
составляющие замыкаются на корпус через
.