Вхідний опір послідовного та паралельного детекторів амплітудно-модульованих коливань

У загальному випадку потужність сигналу гармонійної (синусоїдальної) форми за один повний період може бути знайдена за формулою

де U_m, I_m − амплітудні значення напруги та струму;

ω − частота;

φ − різниця фаз між напругою та струмом.

Якщо φ=0, тобто коли резистор має лише активний характер опору, то розсіювана на ньому потужність буде дорівнювати:

Розглянемо випадок детектування сильного амплітудно-модульованого сигналу.

Нехтуючи спадом напруги, а отже, потужністю, що розсіюється на діоді, можемо вважати, що практично вся потужність вхідного сигналу виділяється на навантаженні. При детектуванні немодульованих коливань потужність, яка виділяється на навантаженні, є потужністю постійного струму і вона дорівнює:

Водночас потужність вхідного гармонійного сигналу, що подається на вхід детектора, дорівнює:

Оскільки , то:

Якщо , отримаємо:

а отже, .

Аналізуючи випадок детектування сильного сигналу, ми отримали, що:

Якщо , то

Отже, або, переходячи до провідності,

Таким чином, для випадку послідовного амплітудного детектора величина вхідного опору детектора у два рази менша, ніж опір навантаження. У випадку паралельного детектора до власної вхідної провідності детектора додається провідність навантаження, тобто

Отже, вхідна провідність паралельного детектора більша ніж у послідовного.

Як детектуючий елемент у схемі амплітудного детектора часто використовують високочастотні германієві діоди. Перевага цих діодів у тому, що вони характеризуються значно нижчою пороговою напругою, отже, умова “сильний сигнал” буде виконуватися при менших амплітудах детектованого сигналу. Водночас германієві діоди характеризуються відносно низьким опором R_об в оберненому напрямку, тому еквівалентну схему амплітудного детектора, реалізовану з використанням германієвого діода, можна зобразити так:

Рис.2.13. Еквівалентна схема амплітудного детектора на германієвому діоді. R_об –опір діода в оберненому напрямку.

Для вихідного сигналу (постійна складова) детектора еквівалентне (результуюче) навантаження за умови, що джерело детектованого радіосигналу має низький внутрішній опір, буде дорівнювати опору паралельно ввімкнених резисторів R_об та R_н. Отже, еквівалентна величина навантаження на постійному струмі

Змінна складова вхідного сигналу буде виділятися на R_об. Спадом змінної складової напруги на резисторі R_н нехтуємо оскільки останній зашунтований конденсатором C_н. Вважатимемо, що наведена схема характеризується певною величиною R_вх. Виходячи з умови рівності потужностей на вході та виході детектора, запишемо рівняння балансу потужностей:

,

або

Оскільки , то при , отже:

Знайшовши спільний знаменник правої частини і помноживши обидві частини рівняння на 2, отримаємо:

Замість R_екв підставимо його значення

Тоді вираз для вхідної провідності матиме вигляд

Поділивши чисельник і знаменник на , отримаємо:

або

Якщо вважати, що , то . Отже, ми отримали співвідношення між та , характерне для детектора з ідеальним детектуючим елементом - у даному випадку діодом.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: