Синхронное детектирование. Изучение основных закономерностей синхронного детектирования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Красноярский Государственный Технический Университет

Лабораторная работа по РТЦиС №3

Синхронное детектирование.

выполнил:

студент гр. Р53-4 : Титов Д. С.

проверил:

Кашкин В. Б.

Красноярск 2005

Цель работы

Изучение основных закономерностей синхронного детектирования. В работе исследуется влияние рассогласования напряжений гетеродина и источника сигнала по фазе и частоте на выходной эффект детектирования.

Домашнее задание.

f_г=250 кГц

R_н=3кОм

nφ	Uвых/Uвых max
0	1
1	0,809016994
2	0,309016994
3	-0,309016994
4	-0,809016994
5	-1
6	-0,809016994
7	-0,309016994
8	0,309016994
9	0,809016994
10	1
11	0,809016994

K_д(U_б)=S(U_б)∙R_н

Зависимость коэффициента передачи от входного напряжения.

Осциллограмма напряжения на выходе синхронного детектора, если на его вход подан АМ-сигнал с коэффициентом модуляции М=50%, причем  fс-fг=0,1F . F- модулирующая частота.

Экспериментальная часть

Найдем зависимость низкочастотного напряжения на выходе детектора от напряжения смещения при выключенном гетеродине, модулирующая частота F=1000 Гц, fc=fг=251,9 КГц, Uc=150 мВ, M=30%.

Uсм мВ	Uвых мВ
0	13
500	30
600	48
700	74
750	90
800	100
830	120
850	140

По графику видно, что эта зависимость такая же нелинейная как и входная характеристика транзистора. Это связано с тем, что выходное напряжение линейно зависит от тока колектора, который в свою очередь линейно зависит от тока базы. А зависимость тока базы от входного напряжения есть не что иное как входная характеристика транзистора.

Осциллограма АМ ­– сигнала F=1000 Гц, fc=fг, Uc=150 мВ, M=30%.

Осциллограма сигнала на выходе синхронного детектора. Частота гетеродина равна несущей частоте АМ ­– сигнала, на выходе сигнал не искажен.

Исследуем влияние рассогласования по фазе гетеродина и источника сигнала. Для этого снимем зависимость Uвых/Uвыхmax от разности фаз n (1n соответствует разности фаз 36 градусов).

n	Uвых	Uвых/Uвыхmax
0	270	0,931034483
1	260	0,896551724
2	260	0,896551724
3	210	0,724137931
4	110	0,379310345
5	30	0,103448276
6	20	0,068965517
7	85	0,293103448
8	200	0,689655172
9	280	0,965517241
10	290	1

Видно, что эта зависимость представляет собой гармоническую функцию. Максимального значения Uвых/Uвыхmax достигает при разности фаз 0 и 360 градусов т.к. при этих значениях косинус разности фаз максимален.

Осциллограма сигнала на выходе синхронного детектора при нулевой разности фаз.

Осциллограма сигнала на выходе синхронного детектора при разности фаз АМ–сигнала и гетеродина 72 градуса.

Рассогласования по фазе гетеродина и источника сигнала изменяет только амплитуду выходного сигнала, но к искажениям не приводит. Значит для синхронного детектора согласование по фазе весьма желательно, но не обязательно.

Исследуем влияние рассогласования по частоте гетеродина и источника сигнала. F=1000 Гц, |fc-fг|=0,1F, Uc=150 мВ, M=50%.

Осциллограма сигнала на выходе синхронного детектора при fc-fг≈ 0,1F (fc>fг)

Осциллограма сигнала на выходе синхронного детектора при fc-fг≈ -0,1F (fc<fг)

Вследствие рассогласования гетеродина и источника сигнала по частоте сигнал на выходе детектора значительно искажен. Искажение происходит как при fc>fг, так и при fc<fг.

Исходя из экспериментальных данных можно сказать, что для синхронного детекрирования гетеродин и источник сигнала обязательно должны быть синхронизированы по частоте.

Вывод: в ходе лабораторной работы были исследованы процессы, происходящие при синхронном детектировании АМ-колебаний.

Была экспериментально подтверждена нелинейная зависимость низкочастотного напряжения на выходе детектора от напряжения смещения.

Доказано, что амплитуда выходного сигнала зависит от разности фаз гетеродина и источника сигнала (она максимальна при Δφ=0 и минимальна при Δφ=90). Рассогласование по фазе гетеродина и источника сигнала не приводит к искажениям.

Подтверждено, что малейшее рассогласование гетеродина и источника сигнала по частоте приводит к сильным искажениям.