Квадратичный детектор.
Как мы уже говорили, в этом случае ВАХ диода аппроксимируется полиномом второй степени и, следовательно, для определения спектра тока через диод используется метод "кратных дуг". На вход детектора подаем амплитудно-модулированный сигнал, т.е. выражение для АМ сигнала надо подставить в полином:
i = aU2 = / Uвх(t)= Uам(t) = Um(1+Macos(Wt)cos(w0t) / =
=aU2m(1+Macos(Wt))2cos2(w0t)=aU2m(1+2Macos(Wt)+ = (8.1)
В соответствии с полученным выражением построим спектр тока через диод (см. рис.8.4):
i
Рис.8.4.
0 W 2W (2w0 - 2W) 2w0 ( 2w0 +2W) w
(2w0 - W)
( 2w0 +W)
ФНЧ выделяет низкочастотные составляющие тока, т.к. его АЧХ, показанная пунктиром на рисунке 8.4 имеет вид:
Следовательно, ФНЧ выделяет:
- постоянную составляющую с частотой равной 0,
- полезную составляющую с частотой модулирующего колебания W ,то есть: IW= aUm2 MА ,
- вторую гармонику полезного сигнала с частотой 2W, I2*W = , которая определяет степень нелинейных искажений полезногосигнала.
Постоянная составляющая легко отделяется разделительной емкостью, которая включается между выходом детектора и входом следующего каскада (обычно, это УНЧ) .
При квадратичном детектировании кроме полезной составляющей с частотой W возникают нелинейные искажения полезного сигнала с частотой 2W. Коэффициент нелинейных искажений равен:
Кн.ч.= (8.2)
Чем глубже, т.е. лучше модуляция, тем больше нелинейные искажения.
Линейный детектор.
Для сильных сигналов с большой амплитудой ВАХ диода аппроксимируется отрезками прямых (см. рис.8.3).
i = , где S=tg a
Метод анализа : метод «угла отсечки». Ток через диод имеет вид импульсов, которые мы можем представить в виде ряда Фурье. Таким образом, ток через диод может быть записан в виде:
i =
Ik=Imax (t)ak(q)=
(8.4)
Спектр тока через диод для режима "линейный детектор" показан на рис.8.5.
i
Рис.8.5.
……..
w
0 W (w0-W) w0 (w0+W) (2w0-W) 2w0 (2w0 +W)
Спектр тока содержит только полезную, модулирующую частоту W в низкочастотной области. При линейном детектировании отсутствуют нелинейные искажения полезного сигнала. ФНЧ отфильтровывает высокочастотные составляющие тока, ослабляет их в соответствии с сопротивлением RC цепи для разных частот:
(8.5)
Напряжения различных составляющих на выходе ФНЧ, соответственно , равны:
U00 = SUm(1+cosq)a0(q)R - напряжение постоянной составляющей,
- напряжение низкой, модулирующей частоты,
- напряжение несущей частоты.
Cпектр напряжения на выходе RC-цепочки имеет вид:
u
Рис.8.6.
……..
w
0 W (w0-W) w0 (w0+W) (2w0-W) 2w0 (2w0 +W)
Сравнение спектров рис.8.5 и 8.6 показывает, что ФНЧ заметно ослабляет несущую частоту по сравнению с низкой частотой, т.е. улучшает качество детектирования.
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 3301;