ЛР_УПОС_АМ (АМ детектор)

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(технический университет)

КАФЕДРА

РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Лабораторная работа №1

“Исследование свойств АМ детекторов”

Выполнил

ст. гр. ВРУ-3-02

Проверил

___________________

___________________

1. Цель работы и описание схемы лабораторного стенда:

Целью работы является изучение свойств, особенностей и принципа действия детекторов АМ сигналов.

Лабораторный макет состоит из демодулятора АМ сигналов на диоде (рис. 1). Свойства АМ детектора подробно изучаются на примере диодного детектора, подключенного через индуктивность связи к резонансному контуру каскада предварительного усилителя на транзисторе КТ315А. Контур каскада настроен на частоту 465кГц. В качестве нагрузки детектора используется одна из трех цепочек. Параллельно одной из цепочек подключена переходная цепь, имитирующая малое входное сопротивление каскада включенного после детектора и необходимая для оценки нелинейных искажений.

2. Экспериментальные результаты:

2.1. Измерить входное сопротивление диодного детектора (рис. 1) для двух значений сопротивления нагрузки: и .

Измерить входное сопротивление детектора можно косвенным методом по расширению полосы пропускания контура при подключении детектора. Для этого подаем гармонические колебания от ГСС на вход АМ детектора, выставляем напряжение на диоде 1В, и измеряем полосу пропускания для трех случаев: При отключенном детекторе, при нагрузке детектора и . Результаты измерений заносив в таблицу 1.

Таблица 1

Входное сопротивление АМ детектора можно рассчитать по формуле

,

где , , – эквивалентное затухание, полоса пропускания и эквивалентная проводимость при подключенном детекторе;

где , , – эквивалентное затухание, полоса пропускания и эквивалентная проводимость при отключенном детекторе;

;

Гн.

Входная проводимость АМ детектора при нагрузке 6,8 кОм:

См.

Отсюда входное сопротивление:

Ом.

См.

Отсюда входное сопротивление:

Ом.

2.2. Снять детекторные характеристики диодного детектора для двух сопротивлений нагрузки: и .

Настроившись в резонанс, подаем от ГСС немодулированный сигнал в соответствии с таблицей 2. Измеряем постоянное напряжение на нагрузке и записываем его в таблицу 2.

Таблица 2

Рассчитываем коэффициент передачи диодного АМ детектора по формуле:

.

Результаты записывает в таблицу 2.

2.3. Исследование частотных свойств АМ детектора.

Подаем от ГСС такой сигнал, что бы при глубине модуляции 50% на входе детектора напряжение соответствовало середине линейного участка детекторной характеристики. Устанавливаем значения частоты модуляции в соответствии с таблицей 3 и заполняем таблицу.

Таблица 3

2.4. Исследование нелинейных искажений.

2.4.1. Оценка нелинейных искажений при слабом сигнале.

Непосредственно от ГСС подаем на диод модулированный сигнал частотой 1000 Гц; несущая – 465 кГц при напряжении 0,1В; глубина модуляции 0,3 и 0,9. В этом режиме диод слабо пропускает какие-либо сигналы, т.к. не превышен порог его напряжения падения (0,3…0,7 В). При этом на нагрузку проходит практически только переменное напряжение. Т.к. емкость нагрузки для несущей частоты является существенной, то и на выходе получаем слабое переменное напряжение с большой примесью несущей (рис 2).

2.4.2. Оценка нелинейных искажений, вызванная инерционностью нагрузки.

Подключаем нагрузку , и подаем на диод модулированный сигнал частотой 3000 Гц. Напряжение устанавливаем равным 0,5В, частоту несущего колебания 465кГц, глубину модуляции 0,3 (рис. 3, а) или 0,9 (рис. 3, б)

Как видно из рис. 3, конденсатор в нагрузке не успевает разряжаться на частоте 3000Гц. В результате мы наблюдаем характерные нелинейные искажения и присутствие на выходе детектора довольно большую постоянную составляющую.

Повторяем эксперимент для , и частоты модуляции 300 Гц. На рис. 4. а показан результат при глубине модуляции 0,3, на рис. 4, б – при глубине модуляции 0,9.

Как видно из рис. 4 а, искажения малы, на рис.4, б – искажения есть, но обусловлены нелинейностью диода в детекторе

2.4.3. Оценка нелинейных искажений, вызванные различием нагрузок по постоянному и переменному току.

Имитируем на стенде ситуацию, когда у следующего за детектором каскада маленькое входное сопротивление. Подаем от ГСС сигнал, соответствующий середине линейного участка детекторной характеристики, устанавливаем частоту 1000 Гц. Оцениваем нелинейные искажения при глубине модуляции 0,3 (рис. 5, а) и глубине модуляции 0,9 (рис. 5, б).

Из рис. 5 видно, что при различных нагрузках по постоянному и переменному току искажения меньше при малой глубине модуляции.

Выводы

– При АМ модуляции не следует задавать большую глубину модуляции, т.к. это приводит к увеличению нелинейных искажений.

– При построении АМ демодуляторов (детекторов) необходимо выбирать диод с наименьшим падением напряжения (германиевые диоды, диоды с барьером шоттки).

– Необходимо соблюдать равенство нагрузок на АМ детекторе по постоянному и переменному токам.

– АМ детектору следует обеспечить оптимальный режим работы (в линейной области). Не следует демодулировать слишком слабые (менее 0,2…0,3В) или слишком сильные (более 1,0…1,5В) сигналы.

Москва

2006