Детектирование амплитудно-модулированных сигналов, страница 4

Детектирование «слабых» сигналов

Выше был рассмотрен режим детектирования «сильных» сигналов, для которого ВАХ диода аппроксимировалась линейно-ломаной зависимостью. Это типичный режим работы детектора. Режим  «слабых» сигналов для диодного детектора соответствует амплитудам входного сигнала порядка 10-100 мкВ.

 

Рис. 8.13

На рис.8.13 приведена ВАХ диода (типа Д9), а на рис.8.13, а дан начальный участок в укрупненном масштабе. В этом случае ВАХ диода аппроксимируется полиномом второй степени (8.2), а выражение для детекторной характеристики приобретает вид (8.4). Следовательно, режим «слабого» сигнала характеризуется «квадратичным» детектированием. Но в отличие от детектирования с использованием управляемого НЭ,  в случае диодного детектора квадратичный участок детекторной характеристики весьма мал.

          8.4. Сравнение детектора с использованием НЭ и диодного детектора

Достоинства первого:

– большое входное сопротивление , мало шунтирующее контур усилителя промежуточной частоты (УПЧ) приемника;

– большое внутренне сопротивление  полевого транзистора, практически не шунтирующее резонансный контур;

– большой коэффициент передачи  (обычно >10).

Недостатки:

– мал линейный участок детекторной характеристики,

– относительная сложность схемы и необходимость источника питания.

Достоинства диодного детектора:

– большой линейный участок детекторной характеристики. При  В  детектирование происходит без нелинейных искажений;

– простота схемы, нет необходимости в источнике питания.

Недостатки:

– малое входное сопротивление , которое следует учитывать при расчете резонансного контура предыдущего каскада (УПЧ);

– малый коэффициент передачи .

8.5. Детектирование с использованием АПС.  Синхронное

                  детектирование

Оно может быть «квадратичным» и «линейным».

          «Квадратичное» детектирование АМ сигнала

осуществляется в случае, когда объединены входы Х и Y   АПС (рис. 8.14, а), т.е. =  =  . На выходе АПС

=

                      = + .                                 (8.29)

Рис. 8.14

С помощью ФНЧ (при ) выделим первое слагаемое в выражении (8.27), которое в случае тональной амплитудной модуляции дает:

+ .

           Очевидно, что кроме основной составляющей с частотой  будет еще вторая гармоника с частотой , обусловливающая нелинейные искажения. При этом коэффициент гармоник определится

                          .                                           (8.30)

    «Линейное» (синхронное) детектирование происходит в том случае, когда на один вход (X)  подается сигнал, а на второй вход (Y) – опорное колебание (рис 8.14, б), синхронизированное с сигналом, т.е.  :

                                     ,     . 

Это частный случай преобразования частоты, когда . В этом случае детектирование в отличие от «квадратичного» будет неискаженным:                                         

=

= + ,

                               .                                         (8.31)

Можно показать (докажите самостоятельно), что при синхронном детектировании с использованием АПС и ФНЧ возможно также детектирование колебаний:

· с подавленной несущей (),

· с одной боковой частотой (),

· с квадратурной амплитудной модуляцией (),

· с фазовой модуляцией (),

· с фазовой манипуляцией (), где  принимает в определенные моменты времени значения либо , либо 0.