Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 34

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 34)

Детектор с линейно-ломаной ВАХ. В первом приближении ВАХ реального диода можно аппроксимировать двумя отрезками прямых, проходящих через начало координат (рис. 5.7). Правая часть ВАХ диода характеризуется крутизной 5„„„„, левая — крутизной 5,в,. Тогда Еми, при и>0; 1„= Г(и„) = (5.9) 5ыри, при и, < О. Линейно-ломаная аппроксимация ВАХ диода не учитывает того, что при и,= 0 реальная ВАХ не имев~ резкого излома.

Согласно (5.4) на диоде действуют запирающие напряжения Е, и Е„,„, значения которых на рис. 5.7 откладываются влево от нуля; относительно напряжения Е,+Е„„прикладывается входное напряжение и,„. Ток диода находят методом проекции, при и,= 0 наступает отсечка тока. Угол отсечки тока диода 9 равен половине той части периода (в угловых единицах), в течение которой протекае~ прямой ток диода. Общий ток через диод представляет собой совокупность усеченных косинусоидальных импульсов прямого и обратного токов; импульс прямого тока длится значительно меньшую часть периода, чем обратный, однако максимальное значение импульса прямого тока значительно больше этого значения для импульса обратного тока.

При и,= О, согласно определению угла отсечки, он = 9. Тогда по (5.5) и, = 0 = И„сов 0 — Е„,„— Е, или (5.10) (I„, соя 9 = Е„„,, + Е,. Детекторы радиосигналов 177 Рис. 6.7 Подставляя (5.! 0) в (5.5), получаем и„= (7,„(сов аг — соя О) (5.11) Ток диода ' =о м (~к(~~~~7 — ~овО) Р 0 ~7<0; (512) ск = 5мр(7„(сов аг — сов О) при 0 < а7 < и. Постоянная составляющая тока диода ~ ~о л У„, = — ~15, „„(г,„(сояа7 — сояО) Ыа7+)Я,г,с7„(соваг — совО) г(аг .

(5.13) я о с Проинтегрировав (5.13), определим о к и,„ Уко — „[Я„р„и (Яп аг — аг сов 0)~ + омр (Яп аг — аг сов 9)~). о о После подстановки пределов интегрирования 1„о = — ~". (5„р„,(я(п Π— О сов О) — Я,ср(яп Π— О сов О) — Б,срп сов 9). Сгруппировав однородные члены, получим 17„ Уко = " (5, (яп Π— 0 сов 0) — п5свр сов 0), (5.14) где Я,= 5„р„„— Ь'.ср.

Умножив У„на Я„, найдем выражение для детектированного напряжения: Ек =!,сЯ =Я,Я„(7,„— — 'Р сов О . (5.15) яп Π— 0 яп О ~абр п 17В ГЛАВА 5 Однако задача определения Е, еще окончательно не решена, так как в (5.15) искомая величина Е„входит в выражение для угла О. Воспользуемся уравнениями (5.10) и (5.15), в которых два неизвестных: Е, и О.

Разделив (5.15) на (5.10), получим Е 7(Еддд + Ед) 5~)1ц (18 О 0)7Я адар (5э (5 1 6) Введем обозначение (5.17) и = (18 Π— 0)>я, решим (5.16) относительно гл и Ед![(Е~~д ~ + Ед) 5дЯп1 р Едрр ' 5э (5.18) Расчет Е, ведется в следующей последовательности. 1. Вычисляют Е,= Е, при (уд< (Еддд+ Е„), т.е. при сравнительно малых амплитудах входного сигнала (диод закрыт, О = О, а = 0). Из (5.18) Ео = 8рррКиЕ.дд!(1 + ЕдррЛд). (5.19) Напрямрение Е„обусловлено наличием напряжения Ерд„; если Е„дд= О, то Ер= О. 2. Задаются несколькими значениями напряжений Е, в пределах от Е„д„, = Ер до Е„д„, = Ер+ ЛЕ„,д„где 5Е, д,,„— максимальное приращение продетектированного напряжения (значение 5Е,д,„д обычно известно). Например, для каждого из пяти значений Е,: Едь ..., Е„по (5.18) можно определить соответствующие значения а(аь,,,, и,).

3. По (5.17) для каждого а рассчитываются соответствующие значения О(Оь ..., 0,). Упрощенный расчет можно произвести по прибли>кенной формуле, справедливой для малых углов отсечки. Если О < 45', то 18 О = О + О'!3. Согласно (5.! 7) а = О /3 или 0 = ~/33л а. (5.20) 4. По найденным значениям О определяют амплитуду входного напряжения (7,д = (Ед,д -р Е,)!соа О. (5.21) 5.

По значениям (7,„для принятых значений Е, строят зависимость >5Ед = Е((7„,), которая называется характеристикой детек- >пировлнил; она показывает зависимость приЬд д ращения продетектированного напряжения от амплитуды входного напря>кения, которое вызвало это приращение. В первом приближении характеристика детектирования линейна (рис. 5.8); в реальных условиях она имеет вид, показанный на рисунке штриховой линией.

рис. в.в Детекторы радиосигналов 179 .Детектор с линейно-ломаной ВАХ без начального смещения. В таком детекторе (см. рис. 5.3) отсутствует батарея начального смещения, поэтому соотношения для определения Е>ю полученные ранее, справедливы при Е,„,= О. Расчет продетектированного напряжения проводится в такой последовательности. 1. По (5.19) при Е„,„= 0 определяю~ Е;> Е, = О. 2. Задаются несколькими значениями напряжения Е, в пределах от Е„„„,= 0 до Е„„„„= АЕ„„„„т.е. до максимального приращения продетектированного напряжения.

Для камюдого значения Е, по (5.18) определяют коэффициент а при Е„ю„= 0: (5.22) а=(1 е 5„ю Я„,)!5,Е„. 3. Для каждого коэффициента а находят соответствующий угол отсечки 9. Для малых 0 с учетом (5.10) и (5.22) имеем (5.23) Если можно пренебречь обратным током диода, т.е, при 5,ар = О, формула (5.23) примет вид 0 = ' Зк/5,,„, Я„. (5.24) 4. По найденным О вычисляют значения (/,т согласно (5.21) при Е„,„,= 0; (/,„= Е„/соя О. (5.25) В соо~ве~ствии с (5.24) угол отсечки тока диода (при малых 9, Е„,, = О, 5,ар= 0 и линейно-ломаной ВАХ диода) не зависит от амплитуды входного напряжения и продетектированного напряжения Е,. При изменении амплитуды входного напра>кения за счет амплитудной модуляции угол отсечки тока диода не меняется.

Действительно, если напряжение (/,„ увеличилось, то в установившемся режиме возрастают максимальное значение импульса тока >',, постоянная составляющая тока диода /„, напря>кение Е, на выходе АД и согласно (5.25) косинус угла отсечки соз9, а следовательно, и угол отсечки О остается постоянным (рис. 5.9). Если (/„>> (/кь то > „„, > >» ~ /~ю>>/~ю~ Его> Е ь 0> = 0>.

Угол отсечки тока диода для АД без начального смещения определяется только параметрами диода и сопротивлением нагрузки и зависит в основном от произведения 5„„„Е„. Например, с увеличением крутизны диода 5„р„„увеличивается г',„,„,, /тю, Е„отрицательное смещение на диоде возрастает и при (/т= сопзг угол отсечки уменьшается. Аналогично угол отсечки 0 зависит от сопротивления нагрузки >г„. Согласно (5.25) Е„ = (/„ соя О, следовательно, в АД без начального ГЛАВА 5 !во Рис. 5.9 смещения характеристика детектирования Е„=Г(!у„) прямолинейна, т.е.

амплитудное детектирование осуществляется без искажений. В соответствии с (5.25) К„= Е, /У„. = сов О. (5.26) Коэффициент передачи К,< 1. При 9 — э О К,— +1. Таким образом, для получения К=! необходимо обеспечить большее значение произведения 5„„)1„. 5.3. ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДИОДНОГО ДЕТЕКТОРА Диодный ЛД потребляет ток от источника сигнала, т.е. шунтирует его. Шунтирующее действие АД характеризуется его входным сопротивлением Л„. или входной проводимостью К„,. Входное сопротивление детектора — эквивалентное сопротивление„которое.

будучи подключенным к источнику сигнала, потребляет ту же мощность, что и детектор. Следовательно, АД для источника сигнала может быть заменен сопротивлением Я„,. Ток диода представляет собой сумму двух косинусоидальных импульсов 1„„р„, и 1„ар. Поскольку ток )„описывается периодической функцией, его можно разложить в ряд Фурье: 1,= 2 о ь 181 Детекторы радиосигналов - ь 1л, соз о» ь 1л„соз 2о>2+..., где 1„— постоянная составляющая тока диода; 1ль1л„, ...

— амплитуды первой и высших гармоник тока диода. Мощность, потребляемая АД от источника сигнала 21г Р„= — / и,„>',22>, (5.27) 2л о где и,л = У„соз о>2 — напряжение на входе АД. Подставив под знак интеграла (5.27) значения и,л и 2'„получим 2л Р, = — )(1л созе>2(1о+1лл созе>2+1„„соз2о>2+...)с(о>2= 2л о 2л 2л — ! У,„1„соз о>гг>'го>+ ) У,„соз о>21н, соз о>гг>'го>+ 2л о о зл + ) 11,„созе>21л„соя 2о>221о>2+.... о (5.28) Л„= и,„11„„; 8„„=1лн1и„л. (5.29) Амплитуда первой гармоники тока диода 2 л 1л„=- — ! >„(ГО>) СОЗ О>>Г>> О>2.

ло С учетом (5.!2) (5. 30) 1„„= (1„л — '(Π— гйп О соз 9)+ Я., (5.3 )) Входная проводимость АД 8„, = 1лн1И„„= (5,1л)(9 — гйп 9 соз 9) + 5~,. (5.32) Так как угол отсечки О является функцией 5„5,оо, Ял, можно упростить (5.32), используя следующее прибли>кенное равенство; С учетом того, что интеграл от косинусоидальной функции в пределах от 0 до 2л равен нулю, в (5.28) только интеграл 2л 2л ) (),„созе>21лл созе>2>1о>г = 0,5) (/ л1лл соз Ог(о>! -ь о о 2л 2л е 0 5 ) "г)„„1„, соя 2о> гг>> о> г = 0 5 ! 11„1лн >2> о> 2 = и У,„1л„ о о отличен от нуля, а остальные интегралы равны нулю.

Характеристики

Список файлов книги