7.2.4 Режим сильного сигнала
В режиме сильного сигнала амплитуда входного сигнала достаточно велика и диод работает с отсечкой тока (рис.7.9).
Рис.7.9
Рис.7.10
Вольтамперную характеристику диода аппроксимируем отрезком прямой линии:
.
(7.37)
Напряжение на диоде равно разности входного и выходного напряжений (рис.7.10)
.
(7.38)
Считая входной сигнал гармоническим колебанием
,
получим
.
(7.39)
Пусть начальный
момент времени tо=0
соответствует максимуму входного
сигнала. Тогда в момент времени t1
произойдет отсечка выходного тока.
Значение фазового угла
равно значению так называемого угла
отсечки. Напряжение на диоде в этот
момент времени равно нулю:
,
откуда косинус угла отсечки равен
.
(7.40)
На основании полученных выражений ток диода как функцию времени можно представить в следующем виде:
.
(7.41)
Запишем (7.41) в виде ряда Фурье:
,
где
.
(7.42)
Ограничившись линейным членом (k=1), получим
,
(7.43)
.
По аналогии с (7.23)-(7.26) для внутренних параметров детектора в режиме сильного сигнала можно записать
,
(7.44)
,
(7.45)
,
(7.46)
.
(7.47)
Внутренний коэффициент усиления (7.13) с учетом (7.46), (7.47) равен
.
(7.48)
При
внутренний коэффициент усиления в
режиме сильного сигнала
.
Умножая левую и правую части соотношения (7.43) на Rн получим
откуда следует соотношение, связывающее сопротивление нагрузки и угол отсечки:
.
(7.49)
Коэффициент передачи детектора с учетом (7.49)
(7.50)
и при стремится к единице.
Входное сопротивление детектора, как следует из рис.7.7 равно
.
Учитывая
внутренние параметры, замечаем, что при
выполняется
соотношение
,
так как
и
.
Выполняется
также соотношение
,
так как с учетом (7.49)
Поэтому после подстановки внутренних параметров для входного сопротивления при получаем:
(7.51)
Входное сопротивление детектора, выполненного по параллельной схеме (рис.7.2) определяется входным сопротивлением диода по формуле (7.51) и сопротивлением нагрузки:
.
Остаток несущей на выходе детектора определяется величиной емкости:
.
Коэффициент фильтрации высокочастотного напряжения на выходе детектора
.
Коэффициент фильтрации тем больше, чем больше постоянная времени нагрузки и частота несущей входного сигнала. При этом он больше, чем в режиме слабого сигнала.
Режим сильного сигнала благодаря своим достоинствам считается основным режимом работы диодных детекторов.