электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 
Главная / Электронные приборы / Детектирование

Детектирование

Детектирование - процесс выделения из модулированного колебания колебаний модулирующей частоты. Это процесс обратный модуляции. В зависимости от вида модулированных сигналов, поступающих на вход детектора, различают амплитудное, частотное и фазовое детектирование.

Из теории детектирования следует, что если на вход нелинейного элемента с вольт-амперной характеристикой, определяемой степенным многочленом

i = Iа. п + au + bu2

поступит амплитудно-модулированный сигнал

u = U (1 + m cos Ωt) cos ωt,

то на выходе нелинейного элемента появится низкочастотная составляющая анодного тока:

Таким образом, в состав тока на выходе нелинейного элемента входит постоянная составляющая, ряд высоких частотных составляющих тока с частотами ω, 2ω, ω ± Ω и т. д., составляющая тока модулирующей частоты Ω с амплитудой bU2 m и составляющая тока удвоенной модулирующей частоты с амплитудой в 4/m раз меньшей, чем амплитуда тока основной модулирующей частоты. Эта составляющая является причиной появления на выходе детектора нелинейных искажений, так как сигнала с частотой 212 не было в составе модулированного колебания. Он появился в процессе детектирования. Таким образом, детектирование представляет собой нелинейный процесс. Он может осуществляться лишь при наличии в схеме нелинейного элемента.

На рис. 204, а приведена блок-схема, поясняющая принцип детектирования. Если на выходе детектора включено сопротивление нагрузки Rн, зашунтированиое емкостью Сбл, то при выполнении условия

на сопротивлении Rн выделится лишь постоянное напряжение U, напряжение модулирующей частоты UΩ и, кроме того, напряжение удвоенной модулирующей частоты U2Ω.

Усилительный каскад с сопротивлением нагрузки в виде активного сопротивления может выполнять функции детектора, если сопротивление нагрузки зашунтировать емкостью Сбл.

 

При этом либо исходная рабочая точка должна находиться на изгибе вольт-амперной характеристики, либо каскад должен работать с отсечкой анодного тока.

Рис. 204. Детектирование: а — блок-схема; б — схема диодного детектора; в — схема коллекторного детектора.

Когда изменение тока детектора пропорционально квадрату амплитуды приложенного напряжения, детектор называют квадратичным. Когда детектор работает с отсечкой тока, но ток детектора изменяется пропорционально амплитуде входного сигнала, такой детектор называют линейным.

Квадратичное детектирование имеет место при уровне входных сигналов Uвх, не превышающих 0,3 в, а линейное детектирование — при Uвх > 0,5 в. Детектор должен обладать:

а) по возможности большим коэффициентом передачи напряжения. Этот коэффициент представляет собой отношение амплитуды модулирующей частоты на выходе детектора к произведению коэффициента модуляции m на амплитуду напряжения несущей частоты на входе детектора:

б) большим входным сопротивлением. Оно определяется отношением амплитуды напряжения несущей частоты на входе детектора к амплитуде тока первой гармоники высокой частоты во входной цепи детектора:

Чем больше входное сопротивление детектора, тем меньшее шунтирующее действие оказывает он на предыдущий каскад;

в) малым коэффициентом фильтрации высокочастотного напряжения. Этот коэффициент характеризует отношение остаточного напряжения высокой частоты на выходе детектора Uω вых к напряжению высокой частоты на входе детектора Uω вх :

г) допустимыми нелинейными и частотными искажениями:

где UΩ2, UΩ3 — амплитуды гармонических составляющих напряжения модулирующей частоты на выходе детектора, появившиеся в процессе детектирования; UΩ1 — амплитуда  напряжения  модулирующей частоты на выходе детектора.

Частотные искажения обычно оценивают частотной характеристикой, представляющей графически выраженную зависимость коэффициента передачи детектора Kд от частоты F модулирующего напряжения при Umω и m = const. В идеальном случае — это прямая, параллельная оси частот F.

Наиболее простой и вместе с тем широко применяемой на практике является схема диодного детектора (рис. 204, б ), В схеме использован полупроводниковый диод, однако в равной мере можно было использовать и вакуумный. На сопротивлении нагрузки Rн, состоящем из двух сопротивлений R1 и R2, образуется постоянное напряжение и напряжение звуковой частоты UΩ. Сс — разделительный конденсатор, Rс — сопротивление утечки первого каскада усилителя низкой частоты.

На рис. 204,б приведена схема коллекторного детектора. При наличии на входе детектора модулированного сигнала высокочастотные составляющие коллекторного тока замыкаются через конденсатор Сбл. Ток звуковой частоты проходит по сопротивлению нагрузки Rн. Напряжение звуковой частоты через переходной конденсатор Сс поступает па вход УННЧ. Емкость конденсатора Сбл составляет сотые доли микрофарады, а емкость Сс — порядка десяти микрофарад; сопротивление нагрузки редко превышает 10 ком. Число витков катушки Lсв обычно в несколько раз меньше числа витков контурной катушки.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр