Амплитудный детектор_300_text
.pdf
Рис.7* Форма напряжения на выходе детектора*
+ Е
R3
Г |
_______а |
ас; |
|
|
|
|
|
||
|
|
Ср |
|
|
|
|
|||
|
1>И1 |
ft5 |
|
|
|
|
1 |
||
| |
^ |
I |
|
|
ь — j - l f - r - i - |
|
|||
'ЧЬ |
I |
|
|
t > i |
|||||
I |
|
I R2 |
R4 |
С ц |
— Kri |
I |
IJ1 |
|
I |
|
j |
| I RУНЧ |
| |
||||||
|
|
|
II |
II |
! |
J_ |
УНЧ |
i |
|
|
|
|
I------------- |
1 |
|||||
Рис.8. 1ранзисхорный детектор*
щ |
\ ъ а |
|
IV |
Рис,9. Функциональная схема ими KI57XA2.
о :;:е время
/ ^ л м \ |
_ |
u ^ s i n C H . |
V <s( "t 4 - 1 , |
|
v 36 ) |
После подставки ( 35 ) и ( 36 ) в ( 32 ) находим
( |
-О. |
И0Ам Si r \ £ l |
i } |
RKC„ ^ |
i |
+ m AMC^ILt, |
1 37 ) |
Как следует из ( 37 ), наиболее неблагоприятные условия созда
ются |
при CosXIt, |
= - т ли • |
Тогда имеем: |
|
|
|
|
||||||
|
|
КнСн |
^ |
|
м Ан |
j |
£2 |
|
^ |
зз |
) |
||
Тан, |
для |
Л0А1и — 0 , 5 . . . . 0 , 7 |
и |
заданного |
значения |
£ 2 ^ |
|
( 33 ) |
|||||
|
|
|
/АгЛ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
может быть |
представлено в |
виде: |
|
|
|
|
|
||||||
|
r |
u |
* н |
С И |
^ |
|
|
I -------1,5 |
ч |
33 |
) |
||
Чем |
точнее |
Ц |
=( |
^ |
) повторяет |
закон |
^ Ам( ^ ) |
для |
всех |
||||
|
частот £ 2 |
, |
в |
том числе |
и |
для £ 2 ^ „ , тем |
менъюе |
степень |
|||||
рассмотренных нелинейных искажений. Выполнение |
( Зз |
) |
обеспечи |
||||||||||
вает |
одновременно малые частотные искажения. |
|
|
|
|||||||||
|
Кроме |
рассмотренных выше нелинейных искажений в |
режиме де |
||||||||||
тектирования "сильных” сигналов, возникают частотные искажения, связанные с тем, что в выходном напряжении детектора всегда
присутствуют гармоники высокочастотного колебания. Рассмотрим
условия |
уменьшения |
этих частотных искажений. С целью устранения |
падения |
по нагрузке |
напряжения высокой частоты величину С ц |
следует выбирать из -условия
^ Л ч С н « R « .
Однако при больших значениях Си сопротивление нагрузки для высших модулирующих частот будет уменьшаться. В этой свя зи требуется удовлетворение неравенства
где |
- сопротивление |
диода |
в открытом |
состоянии. |
|
Коэффициент фильтрации |
&<р |
детектора в |
режиме "сильных” |
сигналов найдем, учитывая, что амплитуда тока первой гармоники
высокочастотного колебания |
= S |
. |
Этот ток |
создает на |
||
конденсаторе. |
С н |
напряжение |
|
|
|
|
Ышс - |
1 ш с j 63с Сн |
* |
S ( |
См . |
|
|
Тогда имеем: |
|
|
|
|
|
|
п _ |
и *с |
_ tot c „ / S |
|
|
|
|
Кг |
Цш t |
Н ' |
|
|
^ ■ |
( 40 ) |
При необходимости можно увеличить коэффициент фильтрации детек тора, включив соответствующий фильтр между нагрузкой детектора и следующим каскадом УПЧ.
4. ДЕТЕКТОР КА ТРАНЗИСТОРЕ.
Основными преимуществами такого детектора по сравнению с пиоттннм детектором является: возможность одновременного усиле-
ния сигнала,' ?,■£. получения коэффициента передачи |
О |
значи- |
тельно сольдо единицы; получение большей абсолютной выходной
те мощности прспе^тироБаниого сигнала, что облегчает согласование
с последухдпин каскадами УВД,. обладающими малым входным сопро тивлением* 3 транзисторных детекторах детектирование может про изводить от за счет нелинейности базового, коллекторного н эмпт-
терногс токов. При этом далеко не всегда возможно создание режима
чисто базового, коллекторного или эмиттернэго детектирования и в
этих случаях получают, например, коллекторно-базовый или с-мпттерно- базовый детектор,
Трензпоторк в детекторных каскадах устанавливают в заведомо
нелинейный ревлм в отличие от аналогичных |
транзисторов, |
зылпчек- |
4 |
|
|
ных по усилительной схеме. Типичная схема |
транзисторного |
пегекто- |
ра призе гене на рис. 5. делитель напряжения |
'Ь |
должен со |
R I и R 2 |
здавать н:больное отпирающее напряжение на базе. Основной зрйект детектирования ( рис.6 ) подучается за счет эмиттерно-бззовзге
детектирован |
л, |
|
|
|
|
|
|
|
||
Входные |
сопротивление R& |
и |
емкость |
транзисторных де |
||||||
текторов |
С г! |
при малых и средних |
амплитудах входного сигна |
|||||||
ла в первом приближении находят так же, как |
Rft.yc и С*Д ^ |
йля |
||||||||
усилительных схем в режиме короткого |
замыкания |
[ 2 ] |
но выхо |
|||||||
де { к:нггн:-отор |
С £ |
имеет малое |
сопротивление |
току частоты |
||||||
сигнала |
\ |
Г.рн наличии |
отсечки базового тока |
("сильные” |
сигналы ) |
|||||
входное |
сопрет пиление |
транзисторных детекторов |
оказывается вьггэ, |
|||||||
чем у гнойных детекторов [ 3 ]д |
При |
этом часто |
амплитудный де |
|||||||
тектор сказывается включенншл в состав .1(6, выполняющий и н^ые пункипп, например, усиления. Так, например, микросхема й1сййА2 поенстазляег собой усилитель промежуточно.': частоты с автоматпчоской регуллевнон усиления и амплитудным детектором, втнклиэ-
нальная схема v рис.Э ) состоит из регулируемого |
усилителя I , |
||
основного |
усилителя П, амплитудного детектора |
Ш, |
усилителя |
напряжен л |
.-*?7 17. Принцш>:альная схема iL-ЛС KI57XA2 приведена |
||
на рис.1C. |
Поминальное напряжение питания оВ при токе потреб |
||
ления 4мА. |
лмененле выходного сигнала при изменении входного |
||
в пределах |
"С мкЗ................ 3 м3 , МАм - 31$ , |
~$с = 463 кГц не белее |
|
6 дБ. Глубина регулировки АР7 не менее 130 дБ. Входное сопротив
ление |
С t42 |
I кОм. Принципиальная схема включения 4JC пгп |
||||
амплитуднстх детектировании приведена |
на р и с .II. Нагрузкой |
детек |
||||
тора |
служит |
параллельное |
соединение |
конденсатора 0Н и резистора |
||
|
. К выходу детектора может быть подключен через раздели |
|||||
тельных конденсатор |
С р |
вход УШ. При этом значение |
R |
|||
может |
быть |
выбрано достаточно |
малым и равным 1 ......... 5 кОм. |
|
||
5. С ГГСРСПТЫЛ ДЕТЕКТОР.
Структурная схема синхронного детектора приведена на рис.12.
На первый вход оналогов ого перемножителя'колебанпи поступает A.I
сигнал |
Uc i t |
), а на второй вход - опорное когерентное коле |
бание |
Ц в ; i |
) . В результате перемножения колебании ка выходе |
результирующий процесс содержит две ооставлящле: |
низкочастот^ |
|||
ную 0*5 ЦДм( |
t |
) UMe> и высокочастотную |
. |
|
Выходное |
акле |
на нагрузке |
Сн синхронного детектора |
|
имеет влд: |
|
|
|
|
«Д .,(* ) = (?,5
Косховыыг! преимуществам синхронного детектора откосятся:
- мзлыт нелинейные искажения |
( 't ) вследствие рабо-. |
Рио.10. Структура кШС KI5.IA2
Рис.11. Амплитудный детектор на HUC KI57XA2.
th C .iСь ОИНХРОННЫЙ ДеТЬлТОр.
РИС.13*.Синхронный детектор za И^С •
ты детектора при достаточно большом напряжении опорного колеба
ния в режиме детектирования "сильных" сигналов;
-возможность подключения в качестве нагрузки 31Н с фиксирован ной полосой прозрачности, не зависящей от значений частоты X I модулирующего колебания;
-высокое входное и низкое выходное сопротивления, что обес печивает хорошее согласование с соседними каскадами устройств при ема и обработки сигналов.
Указанные преимущества синхронного детектирования Ам сигна
лов реализуются лишь при точной си: хронизации опорного колебания |
|||
U 0 |
( t ) с несущЦм колебанием при |
бсзинерциокном |
режиме детек |
тора. |
В реальных устройствах возможен |
сдвиг фаз S-* |
между ука |
занными колебаниями, вызванный задержкой в цепи ограничителя ам плитуды и избирательного усилителя ( см. рис.12 ). Спредадим ,
как зависит |
|
выходное |
напряжение |
синхронного |
детектора от угла |
V . |
||||||
Амплитуда колебания на выходе синхронного детектора в этих |
||||||||||||
условиях будет равна |
|
[ ^ |
: |
|
|
|
|
|
||||
WwiyUr) |
|
~ J u © U :) |
+ U tC +) |
+ 2 Uo(+J |
|
tc$ f |
v |
^ |
||||
Представим |
( |
41 ) |
в |
виде: |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
= |
( 't ) ( ^ |
|
^ ( t ) ) ^ |
|
|
|
|
|
где |
у ( i |
) |
=Ц*( |
i |
) / |
( i |
) |
+ 2 ( U c { i |
) / i i a( i ) |
) « s f « I , |
||
таккак |
U0 |
( |
) |
» U |
C( -t ). |
Раскладывая |
( I |
+ ij )'*г ) |
в |
сте |
||
пенной |
ряд и учтя |
первые два члена |
разложения, |
получим: |
|
|
||||||
» « e U ) [ < + u tc tje « svij/ u . ( ^ + u l ( i ) s i n W / u j i ) ] S |
) |
Зсли входное |
напряжение |
U с |
имеет амплитудную модуляцию ви- |
||||||||||||||
да |
Wam W = |
|
|
|
+ mАи CoSI LI ] |
, то амплитуда |
напряжения о |
||||||||||
частотой |
П |
|
|
|
на выходе синхронного детектора ( |
без |
учета |
||||||||||
коэффициента |
усиления детектора ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
List |
~ |
|
|
U |*с * U^Si h4 |
|
|
) |
{ |
44 |
) |
|||
Как |
следует |
|
л |
( |
44 |
), максимальное |
значение |
( U S L |
) ^ * |
дости |
|||||||
гается прл |
значении |
У |
= |
|<Т . В.этом случае |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
и*лх |
*' ^Ам |
^И4С |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Прл небольшом рассогласовании |
фаз |
У^<ЧГ/& . , |
|
лмеем |
|
|
|||||||||||
|
|
USL |
~ |
U*c t c ^ i |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
При |
сдвиге |
фаз, |
близком к |
ЗГ |
/2 , |
амплитуда |
выходного |
налряже- |
|||||||||
нля |
|
— |
С |
|
. Таким образом, |
прл разности |
фаз |
|
между |
спорны:.! ко |
|||||||
лебанием |
и несущим колебанием |
сигнала, близкой |
к |
|
Т~ /2 , |
проис |
|||||||||||
ходит полное подавление полезного модулирующего колебания. |
|||||||||||||||||
|
Рассмотрим |
реализацию |
синхронного детектора |
|
на TIC. Па рис. |
||||||||||||
приведена принципиальная схема такого детектора, |
|
функцию огрзнлч |
|||||||||||||||
теля колебании выполняет |
компаратор П5й4СА2,к |
выходу |
которого |
||||||||||||||
подключен полосовой пьезоэлектрический фильтр ПТ с средней часто
той 5<_р |
= 465 кГц и полосой |
прозрачности |
= 3 кГц. С выхода |
фильтра |
колебание Ц0 ( "Ь ) |
поступает на второй |
вход аналогового |
перемно::*::тзля на основе двойного балансного смесителя П14СП1А1. Н первый вход этого перемножителя поступает входное колебание Цс ( \
Входной сигнал снимается с этой -,1В с помощью дифференциального усилителя, выполненного на ПАС К574УЙ2. К выходу усилителя под ключен ПП R2GC5, осуществляющий фильтрацию гармонической
обеспечить синхронное детектирование сигнала в диапазоне час
тот от ОД до 2 МГц.
6. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНС-КС:.
Лабораторная установка предназначена .для экспериментальных
исследований процесса детектирования АЛ сигналов, выполняемого
на основе:
-диодного детектора;
-транзисторного детектора на основе ЧЛС; синхронного амплитудного детектора на основе аналогового
перемподштоля |
|
|
|
|
||
структурная схема |
установки, |
сос |
з |
трех блоков, при- |
||
дона на |
рис.14. |
|
|
|
|
|
Блок |
I |
служит для |
исследования х |
стнк амплитудного |
||
ктора |
на |
основе полупроводник |
|
а ; |
попнцппнальная |
|
схема включения приведена на рлс.1 |
), |
к выходу |
которого ("ВыхГ1) |
|||
подключены |
элементы |
нагрузки CI |
X , R _ ,R 2 . Через |
разделительный |
||
конденсатор |
Ср |
, емкостью |
I и |
отключек |
резистор, |
сэ- |
ротпвление |
которого |
эквивалентно |
в |
у сопротивлению.УПЧ |
и |
|
ого
|
|
й AM сигнал |
поступает |
|
роз усилитель на транзисторныi д |
к выходу |
которого |
||
"БыхЛ ) подключены элементы |
наг |
X , R I , |
R |
2 . Через |
зделптолышй кспиоГ1сат^р |
Ср |
:стью I мкф, |
подключен |
|