Детектування сильних АМ-сигналів

У випадку сильного сигналу можна знехтувати нелінійністю ВАХ напівпровідникового діода. Аналітично ВАХ діода описуватиметься виразом

Вважатимемо, що на вхід детектора подано немодульований сигнал

.

Напруга прикладена до діода, при цьому буде дорівнювати

.

Напруга на діоді буде дорівнювати нулеві, якщо ωt =θ, тобто таке значення аргументу, при якому:

.

Отже,

.

Таким чином, напруга, прикладена до діода, буде дорівнювати:

.

Це ж рівняння можна записати наступним чином

.

При цьому ВАХ діода описуватиметься виразом:

.

Рис. 2.12. Осцилограми вхідного та вихідного сигналів у випадку амплітудного детектування сильного сигналу

Середнє значення струму, що протікатиме через навантаження за один півперіод несучих коливань детектованого сигналу, можна знайти з виразу:

.

Розкривши дужки, отримаємо:

.

Після інтегрування отримаємо:

.

Ліву і праву частини рівняння домножимо на величину опору навантаження:

.

Оскільки , то, здійснивши заміну у лівій частині рівняння, запишемо його наступним чином:

.

Поділивши ліву та праву частини рівняння на , отримаємо:

.

З даного виразу отримаємо

.

Нам необхідно виразити величину кута θ через параметри елементів схеми детектора, а саме через крутизну детектуючого елемента S та опір навантаження R_н. У загальному випадку розв’язати дане рівняння відносно θ не вдається, оскільки це є рівняння трансцендентного типу, яке не має розв’язку в загальному вигляді. Дане рівняння можна спростити, скориставшись тією обставиною, що при малих величинах θ

.

Підставивши це значення тангенса в рівняння, отримаємо:

.

Звідси величина кута відсічки

.

Як випливає з одержаного виразу, величина кута відсічки не залежить (при детектуванні сильного сигналу) від амплітудних несучих коливань, а залежить лише від параметрів елементів схеми детектора.

Якщо розглянути випадок детектування амплітудно-модульованих коливань, то амплітуда несучих коливань:

,

де Ω − частота модулюючого сигналу.

Величина напруги на навантаженні

.

Підставивши , отримаємо

.

Розкриємо дужки і отримаємо:

.

У даному рівнянні амплітуда сигналу частоти модуляції

Отже, в цьому випадку коефіцієнт передачі детектора

Таким чином, величина К_Д, при детектуванні сильного сигналу буде деякою константою, яка визначається лише параметрами елементів схеми детектора.

Висновок: з метою забезпечення мінімальних спотворень детектованого сигналу відносно форми огинаючої (модулюючої) вхідного сигналу необхідно забезпечити виконання умов детектування сигналу, які відповідають критерію “сильний сигнал”. Режим детектування амплітудно-модульованих коливань, що відповідає випадку детектування слабкого сигналу, можна застосовувати в тих випадках, коли модулюючий сигнал має, наприклад, форму прямокутного імпульсу. Даний режим амплітудної модуляції застосовується при передачі інформації азбукою Морзе − так званий телеграфний режим.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: