Детектирование АМ сигналов
У АМ сигнала информация о модулирующем сигнале заключена в огибающей , следовательно необходим амплитудный детектор (детектор огибающей).По определению такой ФУ должен осуществлять измерение огибающей входного сигнала, т.е. формировать выходной сигнал вида uвых(t) = Кдет×А(t). Простейшая схема детектора огибающей на нелинейной основе приведена на рис. 3.24. В ней в качестве нелинейного элемента для обогащения спектра тока i низкочастотными составляющими модулирующего сигнала (напомним, что их нет в спектре входного АМ сигнала u1(t) ) используется диод. Для подавления высокочастотных спектральных составляющих (АМ сигнала и побочных продуктов нелинейного преобразования) служит простейший ФНЧ 1-го порядка – нагрузочная RC цепь. На рис. 3.25 приведены спектры входного u1(t) и выходного uн (t) напряжений, тока i диода и зависимость модуля сопротивления нагрузки от частоты zRC(w), вытекающие из приведённых рассуждений. Проанализируем работу диодного детектора огибающей в режиме сильного сигнала. В этом случае целесообразно воспользоваться кусочно-линейной аппроксимацией вольтамперной характеристики (ВАХ) диода и расчёт вести методом угла отсечки. Можно наметить следующую последовательность рассуждений: · для вычисления uн(t) при известной нагрузке (R и C) надо предварительно определить ток i, · для вычисления тока i при выбранном диоде (известной ВАХ ) надо знать напряжение на нём uд, · для определения напряжения , надо знать искомое напряжение uн(t)
В результате образовался «замкнутый круг» – вычисление искомой функции требует знания её самой на стадии промежуточных вычислений. Для его «разрыва» воспользуемся методом итераций (последовательных приближений), суть которого в том, что задаются начальным («нулевым») приближением к искомой функции и производят вычисление её «первого» приближения по выше намеченной процедуре (в обратном порядке): 1) , 2) , 3) через и известные R и C, 4) сравнивают разность с допустимой погрешностью. При циклическом повторении этой процедуры с ростом числа приближений возможны два варианта: · процесс последовательных приближений сходится к истинному решению, · процесс расходится. В первом случае цикл прерывают по достижении заданной точности вычислений. Второй случай может свидетельствовать о «плохом» выборе «нулевого» приближения. Для «удачного» выбора «нулевого» приближения и существенного сокращения числа итераций рекомендуется использование квазилинейного метода, в основе которого лежит допущение о форме искомого колебаний (вида функции), которым задаются с точность до его параметров. Так, в нашем случае анализа диодного детектора, в качестве «нулевого» приближения к искомому напряжению на нагрузке примем постоянное напряжение , не задавая его численно. Основания для этого чисто физические – напряжение на выходе ФНЧ не может быстро меняться во времени. Тогда, в соответствии с методом угла отсечки (см. рис. 3.26), имеем ; где ; , где S – крутизна наклонного участка ВАХ диода; . (3.6) Уравнивая , мы имеем возможность численно определить U0 и завершить процесс итераций. Из (3.6) вытекает следующий результат , (3. 7) на основе которого можно сделать следующие выводы: 1. Угол отсечки q и, соответственно, Кдет не зависят от огибающей А, следовательно, детектирование в режиме сильного сигнала осуществляется линейно. 2. Для повышения эффективности детектирования (увеличения Кдет) следует стремиться к уменьшению угла отсечки q, что достигается увеличением произведения S×R. 3. Выражение (3.7) можно использовать в качестве формулы для расчёта сопротивления R нагрузки после выбора диода (становится известной крутизна S его ВАХ) и величины Кдет. 4. Величину ёмкости С нагрузки следует определять из очевидного неравенства . Проведём анализ детектора огибающей в режиме слабого сигнала. В этом случае ВАХ диода целесообразно аппроксимировать полиномом второй степени . Ограничимся определением «первого» приближения , приняв . Тогда и . В результате имеем (с учетом очевидного ) . При простом АМ сигнале, когда . Из полученного результата видно, что детектирование сопровождается нелинейными искажениями с коэффициентом гармоник и можно сделать следующие выводы: 1. В режиме слабого сигнала имеет место квадратичное детектирование, сопровождаемое нелинейными искажениями. 2. Величина нелинейных искажений, определяемая , зависит от коэффициента модуляции m ( ).
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (824)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |