Искажения сигнала, образованные инерционностью нагрузки детектора

Пусть на вход АД поступает однотональное AM колебание (рис. 3).

При положительной полуволне входного напряжения диод детектора открывается и конденсатор С _H заряжается (например, при первой положительной полуволна на рис. 3, а, б конденсатор С _Hзаряжается на интервале времени [ t 1 ÷ t 2]).

Рис. 3.

а - к оценке нелинейных искажений сигнала, вызванных

инерционностью нагрузки; б - фрагмент М из рис. 3,

а в увеличенном масштабе; в - напряжение на выходе амплитудного детектора

(отфильтрованы высокочастотные пульсации)

Когда напряжение на входе детектора становится меньше напряжения, до которого зарядился конденсатор (интервал [ t ₂ ÷ t ₃]), диод закрывается и конденсатор С _H разряжается через резистор R _H. Если постоянная времени τ _Н = R _H C _Нбольшая, то напряжение U_С может сказаться большим, чем напряжение U _ВХв течение нескольких периодов входного напряжения (интервал времени [ t ₃; t ₄] на рис. 3, а и в). В этом случае напряжение на выходе АД не успевает следить за изменениями огибающей входного напряжения, и искажается форма напряжения на выходе детектора (возникают искажения сигнала).

На рис. 3, в показаны диаграммы напряжения на выходе АД при отсутствии искажений (штриховая кривая) и при искажениях формы напряжения на выходе из-за больших τ _Н(сплошная кривая). Искажения проявляются в том, что на интервале времени [ t ₃÷ t ₄] напряжение U _ВХ изменяется не по косинусоидальному закону, а по экспоненциальному.

Условие отсутствия искажений за счет инерционности нагрузки следующее: скорость разряда конденсатора С _H должна быть больше скорости спадания напряжения огибающей в любой точке Аi, соответствующей началу разряда конденсатора. Т.е. на интервалах времени, где убывает огибающая, должно выполняться неравенство

(21)

Неравенство (21) приводится к виду

(22)

Согласно неравенству (22) постоянная времени нагрузки τ _НАД должна быть тем меньше, чем больше высшая частота модуляции Ωи коэффициент модуляции m. Физически это объясняется тем, что при малой частоте Ωогибающая U _ОГ меняется медленно, конденсатор С _Н успевает разряжаться и следит за изменениями U _ОГ; при малых m U _ОГ изменяется в меньших пределах и конденсатор также успевает разряжаться.

Дата добавления: 2015-07-26