Теория электрической связи: Конспект лекций. Часть 1, страница 16

Метод анализа : метод «угла отсечки». Ток через диод имеет вид импульсов, которые мы можем представить в виде ряда Фурье. Таким образом, ток через диод может быть записан в виде:

i =

I_k=I_max (t)a_k(q)= 

                                          (8.4)

Спектр тока через диод для режима "линейный детектор" показан на рис.8.5.

            i

                                                                                                     Рис.8.5.

 

                                                                                                              ……..

                                                                                                                            w

              0   W                          (w₀-W) w₀  (w₀+W)     (2w₀-W)   2w₀  (2w₀ +W)

     Спектр тока содержит только полезную, модулирующую частоту W в низкочастотной области. При линейном детектировании отсутствуют нелинейные искажения полезного сигнала. ФНЧ отфильтровывает высокочастотные составляющие тока, ослабляет их в соответствии с сопротивлением  RC цепи для разных частот:

                                                        (8.5)

Напряжения различных составляющих на выходе ФНЧ, соответственно , равны:

U₀₀ = SU_m(1+cosq)a₀(q)R   - напряжение постоянной составляющей,

 - напряжение низкой, модулирующей частоты,

 -  напряжение несущей частоты.

Cпектр напряжения на выходе RC-цепочки имеет вид:

            u

                                                                                                     Рис.8.6.

 

                                                                                                              ……..

                                                                                                                            w

              0   W                          (w₀-W) w₀  (w₀+W)     (2w₀-W)   2w₀  (2w₀ +W)  

Сравнение спектров рис.8.5 и 8.6 показывает, что ФНЧ заметно ослабляет несущую частоту по сравнению с низкой частотой, т.е. улучшает качество детектирования.

8.4.Статическая характеристика детектора

(СХД)

Статическая характеристика детектора - зависимость постоянной составляющей тока диода I₀ от амплитуды входного ВЧ сигнала:

                                                    I₀ = f (U_m)

Получим выражение для СХД:

      а) для слабых сигналов

    i = aU_m² = ( U_вх= U_mcosw₀t ) = aU_m²cos²w₀t =

, следовательно

      б) для сильных сигналов

I₀ = SU_m(1-cosq)*a₀(q)                                (8.6)

СХД имеет вид параболы для малых амплитуд и прямой линии для больших амплитуд:

I₀

                             Рис.8.7.

0                                                U_m

Вопросы для самопроверки.

1.  Что такое квадратичный  и линейный  детектор?

2.  Порядок расчета тока на выходе  квадратичного детектора.

3.  Порядок расчета тока на выходе линейного детектора.

4.  Рассчитайте амплитуду  спектральных составляющих напряжения на выходе детектора.

5.  Нарисуйте принципиальную схему амплитудного детектора.

6.  Каково назначение линейной и нелинейной цепей в детекторе?

7.  Рассчитайте АЧХ фильтра нижних частот детектора.

8.  Запишите неравенство для выбора постоянной времени ФНЧ.

9.Частотная модуляция (ЧМ).

9.1.Временная и спектральная диаграммы сигнала ЧМ

При ЧМ частота ВЧ колебания (несущей) изменяется в соответствии с НЧ модулирующим сигналом.

w_чм (t) = w₀ + DwU_нч(t), где                                             (9.1)

           w_чм (t)- частота ЧМ сигнала;

           w₀- среднее значение несущей частоты;

           U_нч(t)-модулирующий сигнал;

           Dw-девиация частоты, т.е. максимальное отклонение частоты от среднего значения.

Если модулирующий сигнал гармонический, т.е.

U_нч = cosWt,

то w_чм(t) = w₀ + DwсоsWt