8.4. Контрольные вопросы

1. Как должна включаться катушка для обеспечения положительной обратной связи?

2. Сформулируйте условия баланса фаз и баланса амплитуд.

3. В чем заключаются основные отличия мягкого и жесткого режимов самовозбуждения?

4. Определите понятие средней крутизны усилительного прибора.

5. Каким образом в схеме генератора можно создавать условия для мягкого и жесткого режимов самовозбуждения?

6. Сформулируйте условия стационарности режима работы автогенератора.

7. Поясните зависимость амплитуды генерируемых колебаний от коэффициента обратной связи в жестком и мягком режимах самовозбуждения.

9. Лабораторная работа № 8 детектирование амплитудно-модулированных сигналов

Цель работы. Изучение процесса детектирования амплитудно-модули­рованных сигналов, методов расчета и экспериментального определения характеристик и параметров амплитудных детекторов.

9.1. Теоретические сведения

9.1.1. Назначение детекторов и предъявляемые к ним требования

Детектированием называется процесс преобразования модулированного высокочастотного колебания в низкочастотное колебание, повторяющее по форме модулирующий передаваемый сигнал. Устройство, в котором осуществляется этот процесс называется детектором. Детекторы, предназначенные для преобразования амплитудно-модулированных колебаний, называются амплитудными. Форма входного и выходного колебаний в амплитудном детекторе при модуляции гармоническим сигналом показана на рис. 9.1.

а)

б)

Рис. 9.1. Преобразование сигнала в амплитудном детекторе

На вход детектора поступает амплитудно-модулированный (АМ) радиосигнал, который в простейшем случае имеет вид:

. (9.1)

Задача детектора состоит в том, чтобы преобразовать АМ колебание в напряжение, изменяющееся по закону их огибающей, т.е. в данном случае в напряжение

. (9.2)

Эта операция осуществляется цепью, состоящей из трех основных элементов (рис. 9.2): нелинейного элемента, фильтра и нагрузки.

Рис. 9.2. Структурная схема детектора АМ радиосигналов

Нелинейный элемент искажает форму колебаний и изменяет частотный спектр таким образом, что в составе преобразованного колебания появляется компонент с частотой, соответствующей АМ колебаний. Этот компонент тока поступает в нагрузку (активное сопротивление) и создает на ней пропорциональное напряжение. Остальные (высокочастотные) компоненты тока отводятся от нагрузки через фильтр.

Детектор радиоимпульсов может быть охарактеризован коэффициентом передачи . В отсутствии модуляции коэффициент передачи четырехполюсника, в соответствии с обозначениями на рис. 9.1, равен

, (9.3)

т.е. представляет собой отношение постоянной составляющей выходного напряжения к амплитуде высокочастотного колебания. Зависимость называется статической детекторной характеристикой.

Отношение амплитуды низкочастотного (НЧ) колебания к максимальному приращению амплитуды высокочастотного (ВЧ) колебания , называется коэффициентом передачи детектора для модулирован­ного сигнала, т.е.

. (9.4)

Выражение (9.4) представляет собой модуль коэффициента передачи детектора. Более полно свойства детектора характеризуются с помощью комплексного коэффициента передачи:

, (9.5)

где - фазовый сдвиг между огибающей модулированного колебания и выходным НЧ колебанием.

Детекторы обычно подключаются в качестве нагрузки к последнему каскаду усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и могут оказывать существенное влияние на его частотные свойства. Для оценки этого влияния вводят параметр, характеризующий свойства детектора как нагрузки. Для контуров УПЧ детектор ведет себя как элемент с комплексной проводимостью.

Входной проводимостью детектора называют отношение амплитуд тока и напряжения первой гармоники

. (9.6)

Величина обычно мала, и поэтому можно приближенно считать вход­ную проводимость чисто активной, т.е. , а иногда вместо проводи­мости детектор характеризуют входным сопротивлением .