Книга: Методичка по Лабе
Описание
Характеристики книги
Список файлов
- ReadMe.txt 276 b
- Методичка по Лабе
- meth
- 01.jpg 145,17 Kb
- 02.jpg 317,45 Kb
- 03.jpg 265,05 Kb
- 04.jpg 209,1 Kb
- 05.jpg 288,51 Kb
- 06.jpg 166,78 Kb
- 07.jpg 258,64 Kb
- 08.jpg 231,13 Kb
- 09.jpg 235,17 Kb
- 10.jpg 222,57 Kb
- 11.jpg 210,88 Kb
- 12.jpg 243,3 Kb
- 13.jpg 278,79 Kb
- 14.jpg 435,75 Kb
- 15.jpg 184,54 Kb
- 16.jpg 356,34 Kb
- 17.jpg 274,24 Kb
- 18.jpg 203,58 Kb
Файлы скачаны со студенческого портала для студенты "Baumanki.net"
Файлы представлены исключительно для ознакомления
Не забывайте, что Вы можете зарабатывать, выкладывая свои файлы на сайт
Оценивайте свой ВУЗ в различных голосованиях, в том числе в досье на преподавателей!
Распознанный текст из изображения:
ИССЛЕ ОВАНИЕ ЕТЕКТОРОВ НЕПРЕРЫВНЫХ АМ-СИГНАЛОВ НА
ПОЛУПРОВО КОВЫХ ПРИБОРАХ И МИКРОСХЕМАХ,
ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.
Основньзми задачами лабораторной работы являются;
1. Ознакомление с принципом рабаты детекторов АМ сигналов на
полупроводниковых приборах и микросхемах и их основными
характеристиками.
' 2, 3кспериментальное исследование характеристик и параметров АМ-
аМГЗЗВДОВ,
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДЕТЕКТОРА АМ-СИГНАЛОВ.
Детектором АМ-сигналов называется устройство. служащее дзя
получения на выходе напряжения соответствующего закону изменения
амплитуды подводимого к детектору колебания.
Детектор состоит из нелинейного сопротивления и нагрузки на
к~зтарой выделяется напряжение пропорциональное модулирующей
4ф~зйщйи'
ВОД~:в качевтве нелинейного сопротивления используется диод, то такой
д~и!итар На$ьзвается диодиым ~рис. 1.а). Если для детектирования
фа11йффффффя 'т1занэйстор, то такой детекто1з называется детектором иф
4чЯ~фФ (Зфйнзнюто~жйм детектором), Схема Одного ив вариантов
~ффффф~:Дф$4К"Ифа"ЗММИТФРНЫЙ ДЕтЕКтОР С ОбЩИМ кпддеКЯфвМ
"35Ц~~~:.:(1.;6).
Распознанный текст из изображения:
Здесь М вЂ” коэффициент
фф циент модуляции. Величина емкости конденсатора С
выбирается так, чтооы ток
к этой частоты создал падение напряжения на
ва~ ну зке„т.е.
— '>й
!
йС'
При зтом слови
р у и напряжение на выходе детектора повторяет
изменения амплитуды подводимого колебания. Конденса!ор С по,!и!ряж!!е!~я
положительными пиками подводимого колебания (р ! .3 !
рис. ! и разр!!жзе'1ся в
ин".ервалах между ними, Если напряжение на конденс.п о
нса!'орс ~ снсв!!с! с.!е 7!!!!., с!
изменением огибающей (рис,3), то такой детектор сч ~"
р считается !зе'!ь!нср!!!!они!,!ъ!
Дрв болыдой емкости (С2 рис. 3) может произойти искаженно о! !! 3,!!:;,чсп
Ри~, 3
'~фФфввт!в!$ Рввотв! летекчФ~Ф имеет вид ~ ! 1
;„:;::„...;,.Й,',,„.:.,!:,,::,'~
Распознанный текст из изображения:
ОсБОВные ЛАРАмктРы диодного дктккторА.
Основными параметрами диодного детектора являются
следующие:
1 Козффипнент передачи детектора для немодулированного сигнала Ь" д.
2. Еоэффнпнент передачи детектора синусоидально-модулированного
сигнала Кап.
. З,входйое сопротивление детектора В.вх,
4, КОэффйпиент нелинейных искажений ~,
5, Кмффийиент частотных искажений пзо,
Кпвффнциентом передачи детектора для немодулированного сигнала с
ю~)'дой 0щ называется Отношение
Ф~~сь ~~-~= приращение постоянной составляющей напряжения на нагрузке,
еъ$зваяное действием сигнала.
Коэффипиентом передачи детектора для синусоидальнаЯ9лУлированного сигнала К,яз называется отношение амплитуды
ФФ~~~~~ЩЛоФего сигнала на выходе детектора Ц„о к амплитуде огибающей
:а~63флафюэанного сигнала Мб на его входе.
- .Р'-" ,.',,
Жй
(3~
Щ,7
":-',,:,'-':-',!:"::.:::::.;::,
ф~й-:
~ опро1ивлением детектора называется ОГИЗ!и- 1зи~.'
частоты сигнала ж, протекающего через дезекгор.
Г„,
В.„, =
.У„
~фоме активной составляющей, входное сопротивление детектора
. иаеет также реактивную составляющую емкостного характера, обязанную
токам ввгсокой частоты, протекающим через емкость р-и перехода,
зхОЗффйПНЕНТОМ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКажеиий ~ НаЗЫВастея КОРЕНЬ
ь$Й нз ОТнопзения мощностей гармонических составляющих тока
ягод~®ирум~~ей частоты к мощности первой г~рм~н~~и;
Распознанный текст из изображения:
Козффнщцент частотных искажений п7О определяется частотной
характеристикой диодного детектора, имеющий вид.
К„К
$аФО7.
В.ц — внутреннее сопротивление детектора для частоты И. Прк
я®с'~ете детектора, кроме перечисленных Выше показателей. Кспольз~ются
'е вяутрейнпе параметры детектора, соотВетств~ юецке Ф.'.ГО эквкВьлекткс и
Фмаае фйе.4). ЭТО 8;д- крутизна, Й;д — вн"-треккее сопротквлекке и к,,—
-Йт ъсйлеийя. Они Определяются следующими сооткощеккямй
Распознанный текст из изображения:
Здесь ~.= и ~:= - постоянныс с стан ~я!авшие;, ~:.а з .::е,,: . В33Р%3еннк на нелинейном элемеи - пои " и ';вик °:-' вх' -'"-' —" шяъео$$дй."$ьяОго Бач~яжеиня с амп. и';:. ":и "..:-- вав~~дявжя. Я летек ~ ор МОжяо считать безыиерцйоииь::и
ДИОДБЫЕ ДЕТЕКТОРЫ АМ-СИГНАЛОВ.
В днодном детекторе в качестве нелинейного сопротивления
~яйся.'губ.я диод. вакуумный или полупроводниковый. Существует два
~яяая~ма Работы детектора. Режим линейного детектирования образуется, если к
..ягору подводится полезный сигнал «большой» амплитуды ~Ь„,>0,5В), Этот
Ийяется основным рабочим режимом детектора, Он обеспечивает
рФщце Фвтсоких качественных показателей.
Второй режим — режим квадратичного детектирования возникает.
Ц'- . аф,:Й~.: Он 'используется редко, только в специальных случаях как
ко детем~орв. Прн работе в этом режиме коэффициент передачи и
фФВ:ФжфкЮйюленйе детектора значительно меньшей величины, чем в
фещф46- ц зжйвях.от уровня сигнала. Кроме того, квадратичное
Распознанный текст из изображения:
В линейном режиме работы для расчета параметров петен,.ра вол1т-тамперную характеристику диода аппроксимирук1т дву мя О1рс1ками прямых, выходящих из начала координап
На рис. 5 и б показаны идеализированные вольт-ампсрпыс характеристики Вакуумного и полупроВОдникового диодов 1 и "~'ньзирно11 ли11ией показаны действительные характеристики.
Для полупроводникового диода идеализированная В1 льт11мъ."т ".:-.1я ХаРВКтЕРИСТИКа ОПРЕДЕ:1ястСЯ ДВУМЯ ПаРаМЕТРаМИ: КРУТИЗНОЙ ПРЯМпи~'."
Для вакуумного диода ~„„р-— О. В большинстве случаев 1„-.р позтому с достаточной для инженерной практики точностью можно с штать Ь ~р=О. Расчетные соотношенрга ллЯ '~„яр-О РассмотРены в Работе 131.
Рис. б ;,':: Рйс. 7 поясиявт приицип работы диодиого детектора немодулированных Ф46Фбвний пфи идеализированной вольт-амперной характеристике диода, н зтом ФИ)"Ми и. Фпюу прикладывается напряжение
1.1 =- 1.1. + Ц„сов сот.
Здесь, $Ав' пОсхОжниО6 Напряжение, выделяющееся на
яаяаВПфЦЦИ'.НЩффЭКЯ Й .ЯВЛЖОЩ66СЯ ПОЛЕЗНЫМ ЭффСКТОМ ЛСТФКТИРОВайИФ
Распознанный текст из изображения:
Рис. 7
~ок, протекаюший через диод в моменты времени, когда ц„соз ея ~ ~' .
Вид косинусоидальных импульсов.
Представив эти импульсы в виде ряда Фурье, получим постояни~ ю
сямтйкляющчО тока:
У Я
.У„= — (ып 0- О сов О)
к
аМааФ -:)ФФл отсечки тока, который определяется соотношением
сояд = —"
И
Ф
. Йв=. уавнаиий (7) и (8) следует, что постоянная составляющая тока
ф, ',, «щйфффф$-ф~!Нкцйей дВух переменньгх напряжений 13 и ц.
ЗЙВисймость 3 = 3(15 ) при ~ 1~ = сопз1 называется характернс~:.Икой
."щ)а~еща фис 3). Характеристики выпрямления могут быть получены
4$щМе$щ льцо путем измерения тОка 3= при различных значениях
~пзкФцйй Ц, и ы или Рассчитаны по уравнениям (7) и ф).
На Ркс. 8 Показана нагрузочная прямая, кОторая Определяется
6М
Распознанный текст из изображения:
Г.
= — — = — ~хам! Я
'С помощью ха
~Пью характеристик выпрямления и нагрузочной прямой можно
определить графическим путем постоянной ток 3= и постоянное напряжение 1',-.
.при известных значениях амплитуды переменного напряжения и 13„, и
азиротииления нагрузки К;
Значение 0= при заданных 13„и К может быть получено также
раечетйыМ путем из уравнения, в котором ток, текуший в диоде,
йивается току, протекающему в резисторе, что соответствует
~>аеадаввтелвиому соединению этих элементов.
$13 ъР ни ~11), С7) '8
0'7 оечки,
1 ) можно получит расчетное соотношение для утла
Г„, соь.О Г 5 = — ~яп Π— Осо~О1 Р
Распознанный текст из изображения:
При действии на детектор амплитудно-модулированного колебания с амплитудой
ц„„= и„, ~ ~+ м„„а~) коэффициент передачи безынерционного детектора Кж~1 определяется соотношением (3), которое в случае идеализированной вольт-ампернои характеристики диода принимает вид:
Кц,= сов О Вхо н
хсдное сопротивление диодного детектора является ь=;-'.мплексным. Оно;
.. Оно может оыть представлено эквивалентной схемой сос " '
из параллельного соединения входной емкости С„и входного акти~~о сопротивления В.вл Входная емкость детектора, примерно, равна
С,„=С„„.+ С„,
С~ - емкость анод-катод; (~ ' .-ФМФМть мои'щка,
АИмвная часть входного сопротивления при идеализированной
Й~фй~ФВФ.ЛМода оп$~ледяется соотношением фис 11)
Распознанный текст из изображения:
ТРАНЗНСТОРНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ АМ-СИГНАЛА В МИКРОСХЕМНОМ
ИСПОЛНЕНИИ.
В настояшее время, кроме диодных детекторов, полз чили гпирокг!е распространение также транзисторные детекторы.
Существуют три основных схемы таких детекторов — змизтерный колдекзззриьтй и базовый, получившие свое ~~~~а~~~ по ыестз включения йатрузкй. Для детектирования применяются обычно высокочастотные трйизнсторвз, у которых параметр р !'коэффиц!!ент усиления по току в схеме О"й ВФ Щи~межУТОЧНОЙ частоте мало отличаетсЯ от значениЯ ~а на низких частотах
В змиттерном детекторе !рнс, 1.6~ детектирование осу!цествляекея ЗВф4ВТ"ЙВВИИЕВИОСТИ. ЗаВИСИМОСТИ Х! = фаз;) ИМЕЮЩИЙ ЗКСПОНЕНВИЛЛЬНЫВ Втер,,ТакМ детектор обладает козффйциентом передачи меньше ели!зины фВВ! ЩТВВЬИО Высокое ВКОЛНОЕ сОПРотивяеннЕ' И больц!ОЙ динаатйче!Сваей ' ' В ВКзО4ййк свтиВВОВ.
(-хек!!Оаюво дс! торхор в.! . «,»« - !! " рассматриваться как диодный детектор в цепи базы и З сиди !с ! ! из:". ' ": ' транзисторе ~ффект детектирования здесь возникаез и! с !гг! !ю.!витии .: а яарактеристикт! ~а'= !зй!Яз) (зкспоненциальный детектор х!азы ьп !!з: "; ' Раб!Мак точка выбирается на изгибе характеристики подбором иа!П яж."а .-. батареи ~~ РИФ 1:2
Достоинством базового детектора ('см, рис, ! 2) слузктп дгзбаво'!ьв-с ~КфКВКйф,. ДФЦЗВВМОС КОЛЛЕКТО~ЭНОЙ Цепью транзистора. Однако про! б!языком 43$кквВВФ'йй ЦИОдФ дФтФктОРВ В коллекторнОЙ Пепи также возникает !зр>!зссс ,'ВЙФф$$й))нмщнВ, эффект которого противоположен по знаку;зффск !~ 'зяб' В;бйЗОВОП' цепи ~обратное детектирование), В резулз,з !зте
тгвр!Вдйчн уменыпится, Таким ООразом, В Отлйчис От пор~;.-:~з:.Кем~!
3КВЧМийьиО меньший зтиапазон Вхолйььк сигналов
Распознанный текст из изображения:
Транзисторные детекторы в настоящее время выполняются обычно
в мнкросхемном исполнении.
На рис. 13 приведена принципиальная схема эмиттерного
детектора, построенная на микросхеме универсального назначения 2уС281,
Ип ныл промежуточной частоты подводится к детектору через разделительную
~~ейаЧку„состоятцунз из внешнего конденсатора С1 и внутреннего резистора КЗ.
~)фзка детектора образована внутренними резисторами микросхемы.
вязли соиротивление К и внешним резистором К2. Конденсатором
': уаВи: слуаит внешний конденсатор СЗ.
Внешний конденсатор С4 — разделительный. Внутренний резистор
,'',::, ф::,:,:~)~Й-'рцфщемау режим работы транзистора по постоянному току. явившийся
ДЛя1;ДФЗФк'шрования.
)„': -"~
На рис 14 приведена принципиальная схема микросхемы
'ЪА-4З, предназначенной для работы в качестве амплитудного дстек мра ц
4$лителя АРУ в приемниках сигналов с амплитудной модуляцией.
м2'клите
Эмиттерный р-и переход транзистора Т1 используется для
Вюетроения детектора. В детекторе применяется разделенная нагрузка.
Ф~тояхцая из резисторов КЗ, К4 и внешнего резистора Й.н присоединенного к
Вам 9-5 микросхемы и из конденсаторов С1 и С2. Это позволяет увеличить
ЮВФдиое сопротивление детектора, улучшить фильтрацию напряжения несущей
чФФ~я~ща:иа входе УНЧ и добиться минимального различия сопротивлений
зузкй. детектора по постоянному и переменному току, что необходима для
~ай:ййя минимальных искажений продетектированного сигнала.
Коддакторньтй р-и переход транзистора Т1 используется в качестве
, ~~~я АРУ; Нагрузкой этого детектора является обычно внешний резистор,
мьгй ~ ежду вь|водами 4 и 7, резистор К5 и входно' сцц11о;;ц~,~:., „;:
онденсатор нагрузки обычно присоединив|с~ к в „ц~, -~ '
микросхемы. Второй транзистор используется как усилитель ЛРу ~
иагрузочиым сопротивлением Кб в цепи коллектора. Характеристик«ллем '.1-
детектора приведены на рис. 15,
13
Распознанный текст из изображения:
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Принципиальная схема лабораторного макета приведена на рис 1».
актоит из предварительного УПЧ, выполненного на транзисторе 1141оБ
.М:„дфюди0го детектора АМ сигналов на полупроводниковом диоде ДЗЖ.
его нагрузки К и С могут изменяться с помощью переключателей П.
Маз
В качестве источника ВЧ сигнала применяется ГС'С' ~ ипа 1 4-1ХА
Флй Г4102. В
' 10-. Выходными измерительными приборами служат микроампермезр.
аояьтметр типа В3-13 и осциллограф типа С1-5.
Распознанный текст из изображения:
Задание на экспериментальное исследование.
Задание на экспериментальное исследование выдается
нреподавателем отдельно для каждой бригады студентов.
1. Снять детекторные характеристики диодного детектора.
(т.~а зависимость приращения постоянного тока детектора, от амплитуды
,:;:.:::::--": -:::каМбдулироваиного входного сигнала) для трех значений сопротивления
— щ(фа нагрузки.
Иа основании полученных данных рассчитать ко и1 фиииси
г»ередачи К,» и построить зависимость Кдот уровня иссушай вхолиьч о
сигнала. Рассчитать теоретические значения величины К„. диолиьч и
за."тектора по формулам (12) и (15) для трех значений сопротивлений
резистора нагрузки и сравнить полученные данные с эксперимент;ьи,ныл~
. 2. Подать на вход УПЧ модулированный сигнал с частотой модуляции 400
или 1000 Гц, М=0,3 —: 0,5, и„= 10мВ.
Измерить с помощью осциллографа и вольтметра коэффициент
~выдачи Кап для диодного детектора при различных значениях емкости и
4»эйуотивления нагрузки.
' 'азами экспериментально значения величин К и С нагрузки (для данных М и
'Й), дри которых коэффициент передачи детектора К~и наибольший, а
$~ю~ааеиия модулирукйцего сигнала наименьшие. По формуле (1) проверить
ватным путем полученные данные.
3, .Яэмарйть входное сопротивление для трех значений сопротивлений
$ФэйстщкФ ЙЭГя'зкй» рассчитать теоретическое значение Й. „для этого
ори по формуле.(17) или (18) и сравнить полученное значение с
ф$ьюпадьньгмй дйнйыми.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Настроить предварительный УПЧ в резонанс (1.= 0,9 мГц) Индикацию
юстройки производить по выходному току или напряжению детектора,
поддерживая такой уровень сигнала на входе УПЧ, чтобы последний нс
тяерегруаался.. Для этой цели следует снять амплитудную характеристику тракта
УХЯ- детектор (Ц„„~ь,.= 5мв„Ц,~,;„= бОмВ).
2. Див Йзтяе)венФг входного ~>противления детектора предварительно
вар~ юли зниаааейжое сопротивление контура УПЧ методом
, и» -~. "Помо®ьнз вольтметра эамеряются полосы пропусааииа Ь$::: и
Распознанный текст из изображения:
~~ГЗ кМ' УПЧ
гура УПЧ (по уровню 0,7) при шунтировании его известными 4эбфотивлениями К1 и К2. На основе соотношений.
2лса4 ~Г 1 1 2Л'-'~~г г' эг
;;„„. ФдФ'С-:-:емкость контура (равна 160 пФ); К1=1 кОм; В2-20 кОм);
акая-полоса УПЧ определяется эквивалентное сопротивление конт~ ра
я, яг ~ ЛР; — ЛГ г )
Р,ЛР;+ ЯгЛЕ
4Ь®щ®яя дваждьг напряжение на контуре уПЧ при включенном и отключенном
4Фггекторе, найдем входное сопротивление по формуле
Р
Гг,'Гг — !
женном контуре ином контуре (П е детектора при производить с
ий,следует проКал
КЧИЯ6 КОЗффИЦИ
для немодулнрованнн:
ты измерении
1~н1= )~н' = Кнг=
13 .1 ~ К,г ~Б ~ 1 ! К~ , .'13-. 1" ь ' в
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Принципиальную схему макета.
2. Таблицьг.с зкспериментальнмми д~нн~~~.
3' 'ЭФФЙ ерияейтвльные Графики.
, 4:, 'Я~Я~ЧЕгГЯ%фй СООТНОЦГЕНКЯ И РЕЗУЛЬТЙТЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ВЫВОДИ ПО РЕЗЪ;ТЬ'Гатж
~:Реей.
: ~!':,'-,";:,;':г:::;",!ф~ф-:~$;;-';: $ЩЩ)ЯКФЩ1Ф На НЕНаГРУ .;";".:.'-';-.;:".-"-,.'.:,'::::::::",::,' " " "' ":::~$~~~~Д~$~!~~~~
Для удобства результа
сигнала следует заносить в таблицу.
(П~ в положении 3): 1в положении 4).
детектировании
ЙОмОщью вольтметра или ибровать по контрольному Фита усиления ведтккйяь|ФГО
Начать зарабатывать