9.1.3 Детектирование «сильных» сигналов

ВАХ может быть аппроксимирована кусочно-линейными функциями:

Предположим, что Е_см=0, тогда U =U ; U =U₀ cos  , где - угол отсечки.

Разложим импульсный сигнал в ряд Фурье, т.е.по гармоникам частоты .

Тогда: I = , где S- крутизна ВАХ (S = tg).

С другой стороны: I = U / R. Приравниваем два полученных выражения и получаем: .

Если сопротивление нагрузки велико и крутизна велика, т.е. величина SR стремится к бесконечности, то - угол отсечки.

Предположим, что в качестве схемы детектора используется схема последовательного АД:

Особенность схемы в выборе параметров RC-фильтра.

Два случая сигнала на выходе (немодулированный и модулированный).

во втором случае _зар=R_iC , _разр=RC.

При выборе R и C должны выполняться два условия: 1/jC << R, 1/jC >> R, т.е. для несущего колебания емкость обладает бесконечно малым сопротивлением.

Параметры АД для случая сильного сигнала:

1. коэффициент передачи немодулированных сигналов:

К =U / U₀= cos

2. Коэффициент передачи для модулированных сигналов:

- для случая тональной модуляции

- амплитуда полезного сигнала 

.

Отсюда следует, что максимальное значение коэффициента передачи будет равно единице.

Если величина SR стремится к бесконечности, то имеем малый угол отсечки .

3. Входное сопротивление: оно влияет прежде всего на режим работы выходного каскада УПЧ: .

Первый случай: R стремится к 0, таким образом: /2 R_вх 2R_i

Второй случай: R стремится к бесконечности, тогда: 0  R_вх R/2 .

R_i - внутреннее сопротивление диода.

Чем больше сопротивление нагрузки, тем больше коэффициент передачи детектора и больше входное сопротивление.

Однако, с ростом сопротивления нагрузки возрастает инерционность детектора и увеличиваются частотные искажения.

4. Детекторные характеристики: U = f(U₀), где R_н = const; K = f(U₀).

R₁ < R₂ < R₃

Чем больше R_н, тем больше U . Если R стремится к бесконечности, то  стремится к 0, К стремится к 1,  стремится к 45^о

tg = K .

5. Частотные характеристики: К_ = f() - модуль коэффициента передачи АД в зависимости от частоты модуляции.

- без учета параметров нагрузки.

Верхняя граничная частота без учета нагрузки зависит:

1/_в = _в = С(R_i||R).

С точки зрения расширения частотной характеристики АД сопротивление нагрузки R надо уменьшать.

Условие _в > _max - определяет условие безинерционного режима работы детектора.

В общем случае детектирования модулированного сигнала условие безинерционной работы запишется в виде:

, где m - глубина модуляции.

Временные диаграммы показывают два варианта:

U_¹ - безинерционный детектор,

U_^ - инерционный детектор.