63. Детектирование ам-сигналов. Последовательный диодный ам-детектор. Характеристики детектора: детекторная, коэффициент передачи по постоянному и переменному токам, входное сопротивление.

При детектировании АМ-колебаний (рисунок 4.11, а) необходимо получить колебания, совпадающие по форме с огибающей модулированного сигнала (рисунок 4.11, б).

Это соответствует тому, что из спектра АМ-колебания (рисунок 4.12, а), состоящего из несущей (₀) и боковых составляющих (₀  _j), необходимо выделить модулирующие частоты _j (рисунок 4.12, б).

Элементом, в котором осуществляется преобразование частоты, может быть как управляемое (транзистор, триод), так и неуправляемое (диод) нелинейное сопротивление, а так же и линейное сопротивление с переменными параметрами. В качестве фильтра используется ФНЧ в виде RC-цепи, который выделяет все составляющие продетектированного сигнала и не пропускает высокочастотные составляющие. Элементы ФНЧ выбираются такие, чтобы выполнялись неравенства

, (4.6) (4.7)

где _{j max} – максимальная частота модулирующего колебания;

₀ – частота несущего колебания.

При выполнении неравенства (4.6) отсутствуют частотные искажения, а при выполнении неравенства (4.7) выходное напряжение не содержит высокочастотной составляющей.

64.Квадратичный режим детектирования и его характеристика детектирования. Нелинейные искажения.

Диодное детектирование в режиме малых сигналов

В случае малых амплитуд U_м АМ-колебаний следует применять аппроксимацию ВАХ нелинейного элемента степенным полиномом. Это соответствует так называемому квадратическому режиму детектирования. В этом случае нулевая составляющая тока I₀ определяется по формуле

I₀ = a₀ + 0,5a₂U_м²(t). (4.21)

При подаче на вход детектора АМ-колебания U_м(t) равно

U_м(t) = U_м(1 + mcost)cos₀t. (4.22)

Подставив (4.22) в (4.21), получим, что амплитуда первой гармоники частоты модуляции , которая является полезным результатом детектирования, равна

I_1 = a₂mU_м² , (4.23)

а амплитуда второй гармоники частоты , которая является продуктом нелинейных искажений, равна

I_2 = 0,25a₂m²U_м². (4.24)

Отношение I_2/I_1 дает величину коэффициента нелинейных искажений при квадратическом режиме детектирования АМ-колебаний, модулированных одной частотой, который равен k_н.и=m/4.

При m = 1 k_н.и.= 25 %. Наличие больших нелинейных искажений является недостатком квадратического режима детектирования.

Нелинейные искажения зависят также от выбора постоянной времени RC‑фильтра. Если выполняются условия (4.6) и (4.7), то процесс детектирования осуществляется без искажений, как показано на рисунке 4.15, а.

Выбор постоянной времени RC-фильтра слишком большой для данной частоты модуляции, приводит к нарушению неравенства (4.6), конденсатор С не успевает разряжаться через большое сопротивление R и напряжение U₀ на RC-цепи не успевает следить за амплитудой входного сигнала (рисунок 4.14, б). При этом угол отсечки изменяется в широких пределах, так что детектирование становится нелинейным и возникают искажения