Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Тогда Р,=-0,5У,„1л,ь Следовательно, среднее значение мощности, потребляемой АД от источника сигнала, определяемое постоянной составляющей и высшими гармониками тока диода, равно нулю; мощность, потребляемая от источника сигнала, определяется толь-- ко первой гармоникой тока диода.
Тогда ГЛАВА 5 182 Π— 51п О соз О = Π— 0,5 5(п 20 = 0,5(20 — сйп 20). При малых О ра- венство принимает вид: 0,5 (20 — гйп 20) = 9,5 120 — 20 + (20)~13 Ц = = 29'13. Учитывая (5.20), можно окончательно записать 0 — 5(п О х хсоз О = 2яа. Тогда я„= 2а5, + 5,0,. (5.33) Если в АД отсутствует начальное смещение (Е„.,„= 0), то коэффициент а определяется выражением (5.22), подставив которое в (5.33) получим яв ~ = 2(1 ' 5пьрЛп)И~, ' 5.;я = (2 ь 35.ар11ц)Иц.
Следовательно, Если 5„00 = 9, то Я = Е !(2 + 35 я,Л ) А„= 0,5А,. (5.34) (5.35) 6.4. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ДИОДНЫЙ ДЕТЕКТОР Схема параллельного диодного АД показана на рис. 5.19, где резистор 11„вклкзчен параллельно диоду УР. Принципы работы параллельного и последовательного АД совпадают. Постоянная составляющая тока диода 1,„, протекая через резистор Я„, создает на нем продетектированное напряжение Е,. Б последовательном АД ток 1,„протекает по цепи (см, рис, 5.6) Ъ'Р-+߄— +Е„,„,, — >1 — >ЧР, а в параллельном — по цепи (см. рис, 5.10) УР— хл„— эЕ„,„„— >УР.
Поскольку сопротивление катушки 1. входного контура для тока 1„0 Рис. 5.10 Очевидно, что зависимость 11„, = Е(Л„) обусловлена не тем, что резистор 1(„по току с частотой сигнала включен последовательно с диодом (см. рис. 53): поскольку резистор Я„зашунтирован конденсатором С„, напряжение на нем с частотой сигнала близко к нулю. В диодном АД источник сигнала шунтирует сам диод, который открыт часть периода сигнала, равную 20. При увеличении Л'„ возрастает Е,„; при этом угол отсечки 9 уменьшается и диод открывается на меньшую часть периода, что и приводит к увеличеник~ й„,.
Детекторы радиосигналов 183 мало, оно практически не влияет на расчетные соотношения для О, У,с и К, и расчет этих величин производят по тем же формулам, что и для последовательного диодного АД. При определении Я,„параллельного АД необходимо учитывать, что первая гармоника входного тока параллельного АД 7ен „„, протекает не только через диод тг(э, но и чеРез РезистоР Ан. ПоэтомУ!и,„,„„=У„„к к+ (7,„Ик. Входная проводимость параллельного АД я,„„др = 7„л акр/(I„„= 7», „„,„'У,„Ч- 1%а = я„„„„„Ч- 1И„, (5.36) а входное сопротивление (5.37) '«г пиг ~~0 ' ~ Ога ~~ '(~(гг наг» Лн)' Согласно (5.37) входной контур шунтируется также и резистором нагрузки Ак, следовательно, )1„ыя < Р,„„.„. С учетом (5.35) (5.38) Л„, кеа и Л„Л.
Таким образом, в параллельном ЛД имеет место более сильное шунтирование источника сигнала по сравнению с последовательным ЛД. Кроме того, на выходе детектора помимо продетекч ированного напряжения Е„присутствует переменное напряжение с частотой сигнала, практически равное амплитуде входного напряягсния. Чтобы выделить полезное напряжение Е„необходимо на выходе ЛД включить фильтр )гьСо (рис. 5.11, и) или применить детектор по схеме, приведенной на рис. 5.11, 6. Параллельный ЛД используют в тех случаях, когда на его входе помимо полезного детектируемого переменного напряжения имеется еще и ненужное постоянное напряжение.
Так, на рис. 5.П н1чиосдсны схемы параллелыюго ЛД, подключенного к ЕС-контуру, являющемуся коллекторной нагрузкой резонансно~о усилителя. В этих схемах на входе ЛД помимо полезного сигнала и„„ действует постояннос напра>кение от источника коллскторного питания Е, кочорос нс пропускается конденсатором С„либо Стн аз иг Рис. 5.11 ГЛАВА 5 184 5.5. ДИОДНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ АМ КОЛЕБАНИЙ Для детектирования АМ колебаний используют детектор без начального смещения (сьь рис.
5.3). Пусть на входе АД действует АМ колебание вида и„,= Е>„соя о>й где Е>,„= Ег„(1 -ь пг соя >2г); пг— коэффициент модуляции; й = 2лŠ— угловая частота модулирующего колебания. Диаграммы напряжения и тока диода при детектировании АМ колебания показаны на рис, 5.12. Если детектирование происходит без искажений, то напряжение на выходе Е,= КсУ„,; для диодного АД Ки= соя О. Следовательно, Е„= Ц, соя 011 +т соя й() = Е>„соз О '- Е>си> соя О соя с>п (5.39) Если при детектировании искажения отсутствуют, то амплитуда переменной составляющей продетектированного напряжения полностью повторяет огибающую входного напря>кения. Однако в реальных детекторах возникают различные виды искажений.
Рассмотрим основные искажения при детектировании АМ колебаний. Рис. 6.12 Искажения из-за нелинейности характеристики детектирования. Характеристика детектирования реальных АД (рис. 5.13) отличается от прямолинейной. Начальный участок этой характерищики имеет напряясение У„си, равное, например, у германиевых полупроводниковых диодов около 0,1 В. Если минимальное наВРЯ>кение на входе детектоРа меньше с>ис„, т.е. ЕГ„„,си < Е>иси, то коэффициент передачи АД К„зависит от У,„, форма продетектированного напряжения отличается от формы огибающей входного напра>кения, т.е. возникают нелинейные искажения продетектирова>н>ого напряжения. Иска>кения из-за нелинейности характерис- Детекторы радиосигналов 185 цлк гг„, о> Рис.
В.14 Рис. В.13 тики ДетектиРованиЯ малы, если У„ккк= (,гк(1 — >л) > У„,к. ДлЯ выполнения этого условия необходимо, чтобы амплитуда несущего колебания на входе АД Ук > (1км /(1 — >л). (5.40) Искажения нз-за большой постоянной времени нагрузки. Воспользуемся диаграммами входного и продетектированного напряжений (рис. 5.14, а).
При положительной полуволне входного напряжения диод открывается (см. рис. 5.3) и происходит заряд конденсатора Ск до того момента. когда напряжение на диоде станет равным нулю. Начиная с этого момента диод закрывается, и конденсатор Ск разря>кается через резистор )1к. В результате серии зарядов и разрядов создается напряжение Е,. Если постоянная времени т„= АкС, большая, то конденсатор С, практически не успевает разряжаться за время между соседними полупериодами и,к. В этом случае напряжение Е, на конденсаторе С„в интервале времени б — 1, убывает медленнее, чем амплитуда входного напряжения; напряжение на выходе АД в этом интервале времени не успевает следить за изменением У„.
Другими словами. при большой тк ЛД становится инерционным относительно изменения огибающей входного напря>кения. Так как при этом искажается форма напряжения Е„при детектировании возникают нелинейные искажения. На рис. 5.14, б показаны диаграммы напряжения на выходе АД при отсутствии искажений (штриховая кривая) и при искажениях формы напряжения Е, из-за больших тк (сплошная кривая); искажения проявляются в том, что в интервале времени Д вЂ” 1> напряжение Е, на выходе ЛД изменяется не по синусоидальному закону, а по экспоненциальному.
ГЛАВА 5 186 Механизм возникновения нелинейных искажений продетектированного напряжения из-за наличия цепи Я„С„состоит в том, что в интервале б — В напряжение Е,> (/„„, оно становища отрицательным для диода и запирает его, при этом диод (нелинейный элемент) закрыт и его работа нарушается. Условие отсутствия искажений за счет инерционности нагрузки следующее: скорость разряда конденсатора С„должна быть больше скорости спадания напряжения (/„„, т.е. ( г1Е,/пг ! > ! Л/„/гй !.
Начиная с момента 1ь когда Е',=Е, конденсатор С„разряхсается по экспоненте, т.е. Е,=Е„е"" ", напряжение (/,„= (/„(1+ + ш сов й1). Взяв производные от Е, и (/,„, подставив их в неравенство ~ ПЕ, Iй ~ > ~ Н/,„И ~ и исслсдовав полученное выражение на экстремум, получим окончательную формулу для расчета т„: т„= Р,С„< з(1 — ьчз /тй.
(5.41) Согласно (5.41) постоянная времени нагрузки АД т„должна быть тем мсньше, чем больше высшая модулирующая частота й и коэффициент модуляции и. Физически это объясняется тем, что при малой частоте й амплитуда (/,„меняется медленно, конденсатор С„успевает разрядиться и следит за изменением (/„„при малых значениях и амплитуда (/„ изменяется в меньших пределах и конденсатор С„ также успевает разрядиться. Как показано в 8 5.2, для увеличения К„, следует выбирать по возможности большее сопротивление Я„, однако с увеличением Я„ необходимо уменьшать емкость С„. Следует помнить, что последняя не должна быть соизмеримой с емкостью диода, так как при этом К, уменьшается, Искажения нз-за соизмеримости частоты модуляции и частоты несущего колебания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
