Детектирование АМ сигнала, преобразование частоты

                    Министерство образования  Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

_____________________________________________________________________

Кафедра теоретических основ радиотехники (ТОР)

                    РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ

                                               ЗАДАНИЕ N 3

1.  Детектирование АМ сигнала

    Задание:

На вход детектора поступает АМ сигнал

На выходе детектора надо получить низкочастотный гармонический сигнал

В качестве нелинейного элемента в схеме используется полупроводниковый диод.

Исходные данные:

ВАХ данного НЭ:

Требуется:

а) нарисовать принципиальную схему;

б) построить ВАХ заданного НЭ, при необходимости выбрать смещение и провести аппроксимацию ВАХ (совместив на графике заданную и аппроксимированную характеристики); в) рассчитать параметры нагрузки детектора R, C, обеспечивающие требуемую амплитуду выходного сигнала U;

г) рассчитать и построить характеристику детектирования U0=f(Um);

д) рассчитать напряжение на нагрузке и выходе детектора;

е) построить временные диаграммы напряжения на детекторе (диоде) и на нагрузке

a.  Нарисовать принципиальную схему.

б. Построить ВАХ данного НЭ, провести аппроксимацию(совместив оба графика на одном):

ВАХ аппроксимируется кусочно-линейной зависимостью с Un=0.

Аппроксимирующая функция вида:

Где крутизна ищется из:

         где в свою очередь: 

после по графику ВАХ через полученное напряжение находим, что:

                      

подставив получаем, что:

Теперь строим ВАХ и аппроксимирующую функцию:

в. Рассчитать параметры нагрузки детектора Rn, Cn:

Коэффициент передачи детектора:

Угол отсечки находится из:

в свою очередь

отсюда: 

Для расчета емкостной нагрузки воспользуемся условием неискаженного детектирования:

где    Гц отсюда      

г. Рассчитать и построить характеристику детектирования

т.е. построим зависимость Uvih=f(Um)

 

где

а угол отсечки ищется так:

отсюда получаем следующую зависимость:

на графике получаем линейную зависимость:

д. Рассчитать напряжение на нагрузку и выходе детектора.

Напряжение на нагрузке имеет две составляющие: постоянную и переменную.

где

   это и есть переменная составляющая нагрузки, она снимается с конденсатора, она же есть выходное напряжение.

где Uog амплитуда огибающей она равна:

       

модуль сопротивления нагрузки с учетом емкости равен: 

фазовый сдвиг:

  

подставив все выше найденное, получаем, что напряжение на выходе равно:

Теперь найдем постоянную составляющую:

        

Напряжение на нагрузке:

е. Построить временные диаграммы напряжения на детекторе и на нагрузке.

Напряжение на детекторе(диоде):

где

Напряжение на нагрузке:

1.  Преобразование частоты

   Задание:

Задан тип нелинейного элемента(транзистор), вид нелинейного преобразования и входной сигнал. При использовании в качестве избирательной нагрузки резонансного контура выбор его сопротивления следует проводить из обеспечения критического режима, т.е. Uvih.max=|En|, где |En|=24B.

Исходные данные:

ВАХ НЭ: