Задание на СРС

3.1. Конспект Смесители дециметрового диапазона. Смесительные камеры. [ОЛ6.] стр 273-278.

Задание на СРСП

4.1. Искажения и шумы преобразователей частоты [ОЛ6.] стр 283.

Глоссарий

Термин	Каз.яз.	Англ.яз
Параметрическая стабилизация частоты Кварцевая стабилизация частоты Гетеродин с индуктивной ОС Гетеродин с автотрансформаторной ОС   Емкостная трехточечная схема гетеродина Преобразователь частоты с отдельным гетеродином   Преобразователь с совмещенным гетеродином Балансный преобразова­тель Кольцевые преобразо­ватели Сопряжение настроек контуров Автоматическая на­стройка Емкостной преобразователь		Parametrical stabilization of frequency Quartz stabilization of frequency Гетеродин from inductive OS Гетеродин from autotransformer OS The capacitor three-dot circuit гетеродина The converter of frequency with separate гетеродином The converter with combined гетеродином The balancing converter Ring converters Interface of adjustments{options} of contours Automatic adjustment Capacitor the converter

ЛЕКЦИЯ №11

Амплитудные детекторы.

Краткое содержание лекции

Детекторы предназначены для преобразования спектра модулиро­ванного колебания с целью выделения из него модулирующего сигнала, несущего информацию. Детекторы выполняются на нелинейных или параметрических элементах. В качестве нелинейных элементов детекторов широко применяют полупроводниковые диоды. В тех случаях, когда одновременно с детектированием желательно уси­лить сигнал, в качестве нелинейных элементов используют тран­зисторы. В настоящее время широко применяют диодные и транзисторные де­текторы, выполненные в виде интегральных микросхем.

В зависимости от вида модуляции высокочастотного несущего колебания детекторы разделяют на амплитудные, импульсные, частотные и фазовые.

Основным требованием, предъявляемым к детекторам, являет­ся возможно более точное выделение и воспроизведение модули­рующего сигнала.

Амплитудные детекторы применяются в приемниках АМ-колебаний для преобразования колебания, модулированного по амплитуде в напряжение, изменяющееся по закону низкочастотного модулирующего сигнала по закону изменения амплитуд.

Рис. 1. Диодные амплитудные детекторы: Рис. 3. Процессы, а— последовательный; происходящие в ди­одном

б — па­раллельный детекторе при линейном детек­тировании

Детекторы АМ сигналов. Показатели качества амплитудных детекторов:

коэффициент передачи, входное сопротивление, коэффициент фильтрации, искажение сигнала. Детекторная характеристика, линейное и нелинейное детектирование.

Схемы диодных детекторов: последовательная, параллельная, по схеме удвоения. Зависимость показателей качества детектора от параметров элементов схемы. Инерционность нагрузки, влияние входа следующего каскада. Амплитудный детектор на транзисторах и ИМС. Синхронный детектор. Детектирование однополосных сигналов.

Рис. 2. Временные диаграммы тока и напряжений в диодном амплитудном детекторе:

а —входное напряжение; б — ток диода; в —напряжение на нагрузке

Детектор в супергетеродинном приемнике является устройством, с помощью которого модулированное напряжение промежуточной частоты, подводимое к его входу, преобразуется в напряжение низкой частоты, изменяющееся по закону модуляции.

Принцип действия: Диод VD обладает ярко выраженной односторонней проводимостью. Поэтому при подаче на вход детектора АМ-колебания (рис. 2,а), снимаемого с контура L_KC_K, входящего в УПЧ, ток через диод будет прохо­дить в виде отдельных импульсов только во время положительных полупериодов входного напряжения (рис. 2,б) Этот ток через резистор с малым сопротивлением заряжает конденсатор С до на­пряжения, близкого к амплитуде входных колебаний. При убы­вании тока текущего через диод, и во время отрицательных полупериодов входного колебания конденсатор С сравнительно мед­ленно разряжается через резистор нагрузки RH. В результате на резисторе нагрузки создается напряжение, которое при правильно выбранных параметрах элементов схемы с требуемой точностью воспроизводит закон изменения огибающей входного колебания, т. е. модулирующий сигнал (рис. 2,в).

В большинстве современных радиоприемников применяются последовательные амплитудные детекторы на полупроводниковых диодах. Это объясняется тем, что транзисторные детекторы, хотя и обладают рядом преимуществ: высоким коэффициентом передачи, малыми нелинейными искажениями при детектировании слабых сигналов, сравнительно большим входным сопротивлением при малых входных напряжениях и др., отличаются все же более сложной схемой по сравнению с диодными полупроводниковыми детекторами.

Диодные детекторы могут работать в режиме детектирования слабых (квадратичный режим) и сильных (линейный режим) сигналов.

При детектировании сильных сигналов на входе детектора должно действовать напряжение промежуточной частоты U_вх.дет = 0,5-1 В, при детектировании слабых сигналов – U_вх.дет 0,1 В.

Режим детектирования сильных сигналов нашел более широкое применение вследствие малых нелинейных искажений выходного напряжения низкой частоты. В этом режиме работа детекторов происходит с отсечкой тока диода, причем угол отсечки зависит от прямой проводимости диода g_пр = 1/S_д (где S_д – крутизна тока диода) и величины сопротивления нагрузки детектора R_н. Величина коэффициента передачи детектора напряжения определяется выражением

К_д = cos , где и не зависит от амплитуды входного напряжения U_вх.пр.

Диодный же детектор слабых сигналов имеет малый коэффициент передачи, величина которого зависит от U_вх.пр, малое входное сопротивление и большие нелинейные искажения, достигающие при 100% модуляции величины К_нел» 25 % (= m/4).

ИСКАЖЕНИЯ ПРИ ДЕТЕКТИРОВАНИИ

Кроме искажений, обусловленных нелинейностью амплитудной характеристики, в детекторе возможны искажения из-за инерционности нагрузки детектора R_HC, а также из-за влияния раздели­тельной емкости и входного сопротивления, следующего за детек­тором каскада.

Искажения из-за инерционности нагрузки возникают в том слу­чае, когда разряд емкости меньше скорости изменения огибаю­щей модулированного напряжения. Рис. 4 иллюстрирует воз­никновение указанных искажений.

Рис.4. Искажения в амплитудном детекторе из-за инерционности нагрузки

Основной недостаток обычно применяемых диодных и транзисторных детекторов состоит в необходимости подведения к их входам достаточно больших амплитуд модулированных напряжений, при которых обеспечиваются сравнительно небольшие нелинейные искажения выходного сигнала. Поэтому в высококачественных радиоприемниках применяют АД с линеаризующей обратной связью, построенные на базе операционных усилителей ОУ.

Контрольные вопросы

1. Расскажите о назначении детекторов. Какие виды детекторов Вы знаете?

2. Расскажите о принципе действия параллельного и последовательного ампли­тудных детекторов.

3. Какие параметры амплитудных детекторов Вы знаете?

4. Расскажите о сущности линейного детектирования.

5. С какой целью применяют неполное включение детектора в цепь резонанс­ного контура предшествующего каскада? Как влияет входное сопротивле­ние детектора на свойства этого каскада?

6. Расскажите об искажениях при нелинейном детектировании.

7. Какие искажения в детектируемом каскаде вызывает инерционность нагруз­ки? Как выбрать постоянную времени нагрузочной цепи детектора?

8. Почему входная цепь следующего за детектором каскада может вызвать искажения в детекторе?

Дата добавления: 2015-08-20