Бутенко Д.В., Черкасова Г.С. Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов (2014) (1186344), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

Однако, еслипри этом перестает выполняться условие RC << 2π/Ω, то форма выходного сигнала детектора будет существенно отличаться от огибающей входного сигнала, т. е. детектирование будет выполняться с искажениями.Выше было описано так называемое линейное детектирование, при которомвыходное напряжение детектора линейно зависит от амплитуды входного сигнала. Дляработы детектора в режиме линейного детектирования амплитуда входного напряжения детектора должна быть достаточно большой (в несколько раз больше прямого падения напряжения диода). В этом случае при анализе работы детектора может быть использована кусочно-линейная аппроксимация ВАХ диода.

Тогда можно показать, чтотеоретически линейное детектирование не сопровождается искажениями.При малых амплитудах входного напряжения необходимо учитывать нелинейный характер ВАХ диода, поэтому нужно использовать аппроксимацию ВАХ полиномом n-й степени. В этом случае спектр выходного напряжения детектора помимо постоянной составляющей и cоставляющей Ω будет также содержать составляющие kΩ, т.е. гармоники огибающей (k = 2…n). Поэтому детектирование будет происходить с искажениями, т.

е. выходное напряжение детектора по форме будет отличаться от огибающей входного сигнала. Обычно максимальную амплитуду имеют вторая гармоникаогибающей, а амплитуды гармоник с k>3 оказываются существенно меньше и к томуже нелинейно убывают с ростом k. Поэтому на практике бывает достаточно использовать аппроксимацию ВАХ квадратичным полиномом. В этом случае спектр тока диода(а значит и спектр выходного напряжения детектора) содержит переменные составляющие Ω и 2Ω, амплитуда которых оказывается пропорциональна квадрату амплитуды входного напряжения детектора, т. е. имеет место квадратичное детектирование.Из-за больших искажений квадратичное детектирование применяется редко.Работа амплитудного детектора может быть также описана с помощью характеристики детектирования – зависимости постоянной составляющей выходного напряОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова.

Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов64жения детектора от амплитуды входного сигнала при отсутствии модуляции (рис. 35).Начальный нелинейный участок характеристики детектирования соответствует квадратичному детектированию, а при повышении амплитуды входного напряжения имеетместо линейное детектирование, соответствующее линейной части характеристики детектирования.Рис.

35. Характеристика детектированияОписание лабораторной установкиВ состав лабораторного макета входят сеточный амплитудный модулятор наэлектровакуумном триоде и амплитудный детектор на полупроводниковом диоде (рис.36, а). Сигнал несущей частоты подается на вход модулятора (гнёзда 1-2) от генератораГ3-112 через вспомогательный усилитель высокой частоты (УВЧ). Модулирующийсигнал подается во входную цепь модулятора (гнёзда 3-4) от генератора Г3-36А. В выходную цепь модулятора включается колебательный контур L2-C5 (замыкаются гнёзда12-13), который может быть заменен на активную нагрузку R2 (замыкаются гнёзда 1011). Напряжения питания модулятора Еп и Ес подаются на макет от источника питанияс помощью шнура питания.

Анодное напряжение Еп регулируется двумя потенциометрами “грубо” и “плавно” контролируется вольтметром источника питания привключении тумблера под вольтметром в положение “300 В” (полная шкала прибора),при этом показания вольтметра следует умножать на 10. На сетку подается отрицательное напряжение смещения Ес, которое регулируется потенциометром справа от вольтметра источника и измеряется при включении тумблера под вольтметром в положение“30 В” (полная шкала прибора), либо (более точно) вольтметром В7-58/2, подключенным к внешним клеммам источника питания. Для наблюдения входного и выходногосигнала модулятора используется осциллограф АСК-1022.ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова.

Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов65Выходной сигнал модулятора подается на вход детектора (VD1, R4, C9) благодаря индуктивной связи между колебательными контурами в выходной цепи модулятораL2-C5 и во входной цепи детектора L3-C8. При вращении регулятора на правой боковой панели макета изменяется расстояние между катушками контуров, что приводит кизменению входного напряжения детектора. Расстояние между катушками определяется по указателю в правой верхней части макета.

При сближении катушек входное напряжение детектора увеличивается. Для наблюдения сигналов на входе и выходе детектора используется осциллограф АСК-1022. При снятии характеристики детектированияк выходу детектора подключается вольтметр В7-58/2.Рис. 36. Схема лабораторного макета «Амплитудная модуляция и детектирование» (а);модуляционная характеристика (б)Задание и порядок выполнения работы1. Исследование амплитудного модулятора1.1. Нарисовать принципиальную схему исследования сеточного модулятора всоответствии со схемой макета и описанием лабораторной установки (рис. 36, а).

Указать измерительные приборы и точки их подключения к схеме.ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова. Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов661.2. Рассчитать резонансную частоту колебательного контураf0 12 LC,если L = 1,5 мГн, C = 270 пФ.1.3. Cобрать схему для измерения модуляционной характеристики.

Замкнутьгнёзда 3-4 и 12-13. Развести катушки (до минимума ослабить связь между контурамимодулятора и детектора). Ко входу схемы (гнёзда 1-2) подключить генератор несущейчастоты Г3-112. Канал А осциллографа АСК-1022 подключить ко входу модулятора(гнёзда 5-7), канал В – к выходу (гнёзда 16-19) через внешний делитель 1:10. Подать отисточника питания Eп =120 В и Eс = -2 В. Установить на генераторе Г3-112 расчетнуючастоту f0. Затем ручкой плавной регулировки частоты настроить генератор по максимуму напряжения на контуре модулятора (канал В осциллографа).1.4. Измерить модуляционную характеристику Uкm(Ec) при постоянном значении амплитуды несущей частоты Um для Um= 1 В (рис.

36, б).Напряжение смещения Eс изменять от 0 до значения, при котором амплитудавыходного напряжения уменьшится до 0,5 - 1 В. Амплитуда напряжения несущей Umустанавливается с выхода генератора, а измеряется на входе модулятора (гнёзда 5-7) поканалу А осциллографа. Амплитуда напряжения на контуре модулятора Uкm (гнёзда 1619) измеряется по каналу В осциллографа. Следует иметь в виду, что полный размахнапряжения на экране осциллографа соответствует двум амплитудам. При измерениихарактеристики следует контролировать напряжение Um и поддерживать его постоянным.1.5.

Определить по модуляционной характеристике границы наклонного линейного участка Uкmax и Uкmin и рассчитать величину допустимого коэффициента модуляцииm доп ПомодуляционнойU к max  U к min.U к max  U к minхарактеристике определить ширину линейного участкапо оси абсцисс (Eсmax – Eсmin) и определить допустимую амплитуду модулирующегонизкочастотного напряженияU доп E с max  E с min,2обеспечивающую максимальный коэффициент модуляции без искажений.ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова.

Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов671.6. Собрать схему для просмотра на экране осциллографа модулированногосигнала. Установить напряжение смещенияEс E с max  E с min,2и амплитуду напряжения несущей Um= 2 В. Подключить к гнёздам 3-4 генератор низкой частоты Г3-36 (Г3-112). Установить на генераторе частоту модуляции F=1 кГц иамплитуду Uдоп, которая устанавливается по вольтметру генератора. Иметь в виду, чтовольтметр измеряет эффективное значение напряженияU эфф U m2.1.7.

Зарисовать в одном масштабе осциллограммы напряжения на выходе модулятора (второй канал осциллографа) для трех значений напряжения смещенияа) E с E с max  E с min;2б) E c  E c max ;в) E c  E c min .1.8. Для E c  0,5 ( E c max  E c min ) отключить контур (разомкнуть гнёзда 12-13) иподключить резистор (замкнуть гнёзда 10-11). Зарисовать осциллограмму напряженияна резисторе и сравнить с осциллограммами напряжения на контуре. Масштаб оставитьтакой же, что и в п. 7.2. Исследование диодного детектора2.1.

Нарисовать принципиальную схему диодного детектора в соответствии сосхемой макета и описанием лабораторной установки. Указать измерительные приборыи точки их подключения к схеме.2.2. Собрать схему для исследования характеристики детектирования. Замкнутьгнёзда 3-4 и 12-13 (гнёзда 10-11 должны быть разомкнуты).

Свести катушки индуктивности (усилить связь между контурами модулятора и детектора). Ко входу схемы(гнёзда 1-2) подключить генератор несущей Г3-112. Для измерения входного напряжения Uвх на вход детектора (гнёзда 17-7) включен первый канал осциллографа. На выходдетектора (гнёзда 18-19) подключить цифровой вольтметр для измерения постоянногонапряжения Uвых.ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова.

Характеристики

Список файлов книги