Основные характеристики и параметры амплитудного детектора.
Министерство образования Российской Федерации.
Санкт-Петербургский государственный технический университет
Красноярский государственный технический университет
УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКТОР
Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов
Санкт-Петербург, Красноярск
2000г.
Составители: Ю.В. Ветров, В.В. Исаев, С.Б. Макаров,
С.А. Подлесный, А.М. Уланов, А.А. Шипицын;
под редакцией С.Б. Макарова и С.А. Подлесного
УДК 621.396.7
Устройства приема и обработки сигналов: Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов/Санкт-Петербургский гос. тех. университет, Красноярский гос.тех. университет; Сост.: Ю.В. Ветров, В.В. Исаев, С.Б. Макаров, С.А. Подлесный, А.М. Уланов, А.А. Шипицын; под ред. С.Б. Макарова и С.А. Подлесного. С-Пб, Красноярск, 2000/.
Учебное пособие к автоматизированному лабораторному практикуму по курсу «Устройства приема и обработки сигналов». Излагаются основные принципы построения узлов устройств приема и обработки сигналов и описания лабораторных работ: «Входные цепи», «Преобразователь частоты», «Частотный детектор», «Амплитудный детектор», «Фазовая автоподстройка частоты» и «Автоматическая регулировка усиления». Приводится методика проведения лабораторных работ с использованием встроенного цифрового процессора и персонального компьютера.
|
|
|
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров «Радиотехника», «Техническая физика», «Телекоммуникации» и при подготовке дипломированных специалистов по направлениям «Радиотехника», «Телекоммуникации».
Ил. Библиография.
Оглавление.
Предисловие. 4
Амплитудный детектор. 6
1. Общие вопросы. 6
2 Основные характеристики и параметры амплитудного детектора. 7
3. Принцип действия и характеристики диодного детектора. 8
4 Транзисторный детектор. 14
5 Синхронный детектор. 15
|
|
|
6. Лабораторная работа. 16
6.1 Структурная схема установки. 18
6.2 Панель ручного управления. 19
6.3 Поле цифробуквенного дисплея. 19
7. Программа и порядок выполнения работы. 20
8. Содержание отчета. 22
9. Контрольные вопросы. 23
Список литературы. 25
Предисловие.
Содержание учебного пособия соответствует программе курса “Устройства приема и обработки сигналов”, предусмотренного государственным образовательным стандартом. Структура пособия состоит из теоретической части, в которой даются основные методы построения узлов устройств приема и обработки аналоговых и цифровых сигналов, и практической части, соответствующей лабораторному практикуму.
|
|
|
В процессе изучения происходит знакомство с общими принципами работы основных узлов устройств приема и обработки сигналов, физическими процессами, протекающими в этих узлах устройств, особенностями системотехнических и схемотехнических решений, тенденциями развития теории и техники. При изложении материала учебного пособия широко используются сведения, изучаемые в других разделах курса «Устройства приема и обработки сигналов». Материал этих разделов имеется в учебной литературе, список которой приведен в данном пособии.
Экспериментальные исследования обеспечивают поддержку основных разделов курса. В лабораторном практикуме предусмотрено выполнение исследований различных радиотехнических узлов, входящих в состав радиоприемных комплексов локационных и навигационных систем, устройств оптимальной обработки цифровых сигналов, телекоммуникационных и телевизионных устройств, систем автоматического управления, устройств синхронизации и поиска сигналов.
|
|
|
Автоматизированные лабораторные установки позволяют проводить лабораторные работы как в автономном режиме, с использованием встроенных измерительных приборов и источников питания, так и в режиме управления от ЭВМ, в том числе и с управлением по компьютерной сети в режиме удаленного доступа. Выполнение лабораторной работы заканчивается составлением отчета с выводами по проведенным экспериментальным исследованиям. В ряде случаев предусматривается выполнение расчетного домашнего задания с предоставлением результатов расчета и ответов на контрольные вопросы, перечень которых приведен в конце каждого раздела учебного пособия. Лабораторный практикум является одним из основных в подготовке бакалавров, магистров и дипломированных специалистов широкого профиля.
При подготовке учебного пособия учтен опыт работы коллектива кафедр “Радиотехника и телекоммуникации” и “Радиоэлектронные средства защиты информации” радиофизического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, а также преподавателей и специалистов Красноярского государственного технического университета.
Амплитудный детектор.
Общие вопросы.
Амплитудным детектором (АД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения, изменяющегося в соответствии с законом модуляции амплитуды входного гармонического сигнала. Процесс детектирования амплитудно-модулированных (АМ) сигналов вида
uc (t) = ua(t)cos(ωct), (1)
где u a(t)=U c[1+max(t)], m a £ 1 – коэффициент глубины модуляции; U c – амплитуда несущего колебания с частотой ωc, заключается в воспроизведении модулирующего сообщения x(t) с наименьшими искажениями. Спектр сообщения x(t) сосредоточен в области низких частот (частот модуляции), а спектр сигнала u c (t) – в области частоты ωc, значение которой обычно намного превышает значение наивысшей частоты модуляции. Преобразование спектра при демодуляции возможно только в устройствах, выполняющих нелинейное или параметрическое преобразование входного сигнала u c(t).
При использовании нелинейного устройства, обладающего квадратичной вольт-амперной характеристикой, выходной токимеет вид:
, (2)
где В – постоянный коэффициент. После устранения фильтром низких частот (ФНЧ) составляющей с частотой 2ωc получим:
. (3)
В этом токе содержится составляющая вида 
, пропорциональная передаваемому сообщению, а также составляющая 
, которая определяет степень нелинейных искажений модулирующего сообщения x(t).
Параметрическое преобразование осуществляется путем умножения u c (t) на опорное колебание, имеющее вид: u0(t)=U0cos(ω c t). В этом случае результат перемножения определяется следующим выражением:
uc(t)u0(t)=ua(t)U0 [0,5+0,5cos(2ω c t)]. (4)
Составляющая с частотой 2ω c устраняется ФНЧ и в результате формируется низкочастотный сигнал вида 0,5U0 ua(t). Отделяя постоянную составляющую 0,5U0U c, например, при помощи разделительного конденсатора, получаем сигнал вида 0,5U0U c m a x(t), форма которого определяется передаваемым сообщением x(t).
Основные характеристики и параметры амплитудного детектора.
· Детекторная характеристика представляет собой зависимость постоянной составляющей U= выходного напряжения от изменения амплитуды Uс немодулированного сигнала uc(t)=U ccos(ω c t). Уровень нелинейных искажений, имеющих место при детектировании, определяется видом детекторной характеристики. По детекторной характеристике можно определить диапазон изменения амплитуды ua(t) модулированного сигнала (1), при котором нелинейные искажения модулирующего сообщения x(t) не будут превышать определенного предела.
· Крутизна детекторной характеристики определяется как производная:
.
Крутизна детекторной характеристики является безразмерной величиной и по аналогии с показателями любого усилительного узла характеризует передаточные свойства детектора.
· Коэффициент нелинейных искажений является численной мерой нелинейных искажений модулирующего сообщения x(t) при гармонической модуляции с частотой W = 2pF:
,
где UnW – амплитуда колебания с частотой nW на выходе амплитудного детектора.
· Коэффициент передачи амплитудного детектора определяется при гармонической модуляции с частотой W отношением:
,
где UW – амплитуда колебания с частотой W на выходе амплитудного детектора.
· Частотная характеристика является зависимостью коэффициента передачи амплитудного детектора от частоты модуляции kW=f(W).
· Коэффициент фильтрации амплитудного детектора задается отношением:
где U w – амплитуда первой гармоники высокочастотного колебания на выходе амплитудного детектора.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 293; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!