Лабораторная работа 11 детектирование амплитудно-модулированного сигнала

1. Цель работы

Исследование процессов, происходящих при детектировании АМ колебаний диодным детектором. Исследование детекторных характеристик, измерение входного сопротивления детектора, наблюдение осциллограмм напряжений в различных точках схемы.

2. Основные теоретические положения

Амплитудное детектирование - процесс, при котором из АМ сигнала формируется низкочастотный сигнал, соответствующий передаваемому сообщению.

Амплитудное детектирование осуществляется с помощью нелинейной или параметрической системы. Принципиальная схема исследуемого последовательного диодного детектора приведена на рис. 11.1.

Рис. 11.1

Характер процессов, происходящих в детекторе, зависит от величины колебаний на входе детектора, спектра передаваемого сообщения, выбора параметров элементов нагрузки. Когда на входе детектора действуют слабые сигналы (с малой амплитудой), которые вызывают изменения тока в области нижней части вольт-амперной характеристики нелинейного элемента, то низкочастотное слагаемое тока диода оказывается пропорциональным квадрату амплитуды сигнала на входе (квадратичное детектирование). Когда на входе детектора действуют сильные сигналы (с большой амплитудой), то низкочастотное слагаемое тока диода пропорционально амплитуде сигнала на входе (линейное детектирование).

Часто требуется, чтобы сигнал на выходе детектора был подобен передаваемому сигналу, который может иметь сложный спектр (например, электрический сигнал, соответствующий речи, музыке и т. д.). Для этого желательно работать в режиме линейного детектирования, так как квадратичное детектирование приводит к появлению частот, которых не было в спектре передаваемого сигнала, т. е. приводит к искажениям передаваемого сообщения.

Для неискаженного воспроизведения формы сигнала на выходе детектора параметры элементов нагрузки (R и С) должны удовлетворять условию

, (11.1)

где - несущая частота АМ колебаний;

 - наибольшая частота в спектре передаваемого сигнала.

При выборе величин резистора и емкости учитывается, что величина резистора является одним из факторов, определяющих величину входного сопротивления детектора.

Свойства детектора оценивают по детекторным характеристикам, под которыми понимают зависимость напряжения U_вых на выходе детектора от амплитуды высокочастотного напряжения U_max0 при подаче на вход детектора АМ сигнала. Кроме того, используются характеристики U_вых=f(m%), где m% - коэффициент амплитудной модуляции сигнала на выходе детектора.

3. Описание лабораторной установки

При исследовании используется макет, описанный в работе 9 (см. рис. 9.3).

Исследуемой схемой является последовательный диодный детектор (тумблер Т2 в положении 2). Сигнал от ГВЧ подается на гнезда Г3.

Нагрузка детектора (сопротивление и емкость) определяется положениями тумблеров Т4 и Т5. Тумблер Т3 позволяет подключить к входному контуру вместо детектора эквивалентное активное сопротивление (при измерении входного сопротивления детектора), величина которого изменяется переключателем "R_э, кОм".