Детектирование амплитудно-модулированных сигналов

М, %		10	20	30	40	50	60	70	80	90
Uвых, В	R4-C5	0,062	0,064	0,066	0,068	0,08	0,082	0,084	0,086	0,088
	R3-C4	0,2	0,21	0,215	0,25	0,23	0,24	0,29	0,3	0,31

 

Рисунок 2. Динамические детекторные характеристики.

 

Зарисовали осциллограммы при М=90%.

 

 

         

R₄ – C₈                                                                       R₃ – C₄

 

3). Сняли осциллограммы сигналов на выходе параллельного детектора при различных значениях коэффициента модуляции, изменяя его от 10% до 90%.

 

М, %		10	20	30	40	50	60	70	80	90
Uвых, В	R4-C5	2,55	2,6	3	3,10	3,2	3,3	3,4	4	4,1

 

         

М=10%                                                                    М=20%

 

            

М=30%                                                                    М=40%

 

         

М=50%                                                             М=60%

 

 

          

М=70%                                                              М=80%

 

М=90%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы.: 1. В ходе выполнения лабораторной работы были сняты детекторные характеристики, зависимости выходного НЧ напряжения от коэффициента модуляции. При снятии характеристики для последовательного детектора коэффициент передачи при значениях элементов R₄-C₈ получился больше, чем при R₃-C₄.

2.При снятии зависимости U_вых=f(M) была получена следующая закономерность: при увеличении коэффициента модуляциивыходное НЧ напряжение увеличивается. Т.к. характеристики снимались при одинаковых нагрузочных сопротивлениях R₃, то емкость влияет следующим образом: при C₈ уровень выходного напряжения получился больше, чем при C₈.

3. Исходя из построенных в работе характеристик можно судить о достоинствах и недостатках схем последовательного и параллельного детекторов.

Последовательный детектор имеет большее входное сопротивление. Отсюда малое влияние на УПЧ.

Параллельный детектор имеет широкое  приенение в приборах благодаря  тому, что он не пропускает постоянное напряжение из-за емкости на входе. Но у него малое входное сопротивление и на выходе присутствует ВЧ напряжение наряду с НЧ сигналом.

4. Детекторы применяются практически во всех радиотехнических устройствах и их значимость огромна для устройств, выделяющих полезную информацию из ВЧ сигнала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы  на вопросы.

 

1. Чем различаются  режимы детектирования сильных  и слабых сигналов?

В режиме детектирования слабых сигналов сказывается нелинейность ВАХ элемента детектора, поэтому ее нужно учитывать при расчетах.

В режиме детектирования сильных сигналов ВАХ можно аппроксимировать линейными  функциями, не учитывая нелинейные участки  ВАХ в области малых входных  напряжений.

2. Поясните назначение  элементов в схемах последовательного  и параллельного детекторов.

В последовательном детекторе элементы R и C образуют низкочастотный фильтр, характеризующийся постоянной времени .

В параллельном детекторе выходное напряжение снимается не с конденсатора С, как в последовательном, а с резистора и диода.

3. Из каких соображений  выбираются элементы в схемах  детекторов?

Диодный вентиль выбирается из соображения  высокочастотности, напряжение отсечки  должно быть малым. Сопротивление и  емкость выбираются из условия  , чтобы нагрузочная цепь выполняла роль частотного фильтра.

4. Какими параметрами  характеризуется детектор?

Детектор может быть охарактеризован  коэффициентом передачи K_d, который в отсутствие модуляции , а для модулированного сигнала .

Следующий параметр – входная проводимость детектора: .

Иногда – входное сопротивление  .

5. Какими достоинствами  обладает линейный режим детектирования?

При линейном режиме детектирования можно не учитывать комбинационную составляющую напряжения с частотой 2Ω, которая приводит к искажениям.

6. Какими достоинствами  обладает квадратичный режим  детектирования?

Квадратичный режим детектирования используется в отдельных случаях. Например в случае магнитоэлектрических устройств, когда при квадратичном режиме коэффициент передачи пропорционален мощности.

7. Что такое коэффициент передачи детектора? От чего он зависит?

Эффективность работы детектора оценивают  коэффициентом детектирования , равным отношению амплитуды НЧ сигнала на выходе к размаху изменения амплитуды ВЧ сигнала на входе.

Более полно свойства детектора  описываются с помощью комплексного коэффициента передачи:

,

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

8. Как изменяется угол  отсечки при изменении сопротивления  нагрузки?

Угол отсечки обратно пропорционален корню кубическому из сопротивления  нагрузки:

.

Видно, что при увеличении R угол отсечки уменьшается.

9. Как изменяется угол  отсечки при изменении емкости?

Угол отсечки определяется временем подзаряда конденсатора.

10. От чего зависит  входное сопротивление детектора  и как оно влияет на работу  УПЧ?

Входное сопротивление детектора  сложным образом зависит от крутизны ВАХ s и сопротивления нагрузки R_н. При .

, где U_вх, I_ω – амплитуды напряжения и тока 1-ой гармоники. R_вх может оказывать существенное влияние на частотные характеристики.

11. Какие виды детекторных характеристик  вы знаете? Как они получаются?

 Существует 2 вида: статическая  и динамическая.

Статическая – зависимость постоянного  напряжения на выходе от напряжения сигнала  на входе: .

Динамическая – зависимость  выходного НЧ напряжения от модуляции.

12. Что такое детекторная характеристика  и от каких параметров схемы  детектора она зависит?

Это зависимость  , где U₀ – амплитуда ВЧ заполнения, U_d0 – постоянная составляющая выходного напряжения, т.е. это зависимость напряжения от входного.

13. Какими причинами вызываются  искажения сигнала на выходе  детектора при различных условиях детектирования?

Наиболее важной причиной искажений  при детектировании оказывается уклонение характеристики нелинейного элемента при рабочем участке от выбранной ломаной, т.е. нелинейность ВАХ диода в режиме малого сигнала.

14. Когда целесообразно применять  схему параллельного детектора?

Такую схему целесообразно применять в измерительных приборах, т.к. она не пропускает постоянное напряжение. Иначе будут возникать искажения и погрешности из-за прохождения напряжения питания и других напряжений.

15. Охарактеризуйте достоинства  и недостатки схем последовательного  и параллельного детекторов.

Последовательный детектор имеет  большее входное сопротивление  и, следовательно, малое влияние  на УПЧ.

Параллельный детектор широко используется благодаря тому, что не пропускает постоянное напряжение из-за емкости  на входе, но у него малое входное сопротивление, и на выходе присутствует ВЧ напряжение наряду с НЧ сигналом.