Курсовая работа: Разработка радиоприемника

, (10)

и, соответственно, коэффициент нелинейных искажений в этом случае при x (t ) = 0 равен:

. (11)

Например, допустимое значение k_н в системах радиовещания не превышает нескольких процентов (k_н £ 5%), что налагает ограничения на допустимый коэффициент глубины амплитудной модуляции в передатчике. Дополнительным недостатком работы на квадратичном участке детекторной характеристики является малый коэффициент передачи, затрудняющий работу последующих усилительных каскадов.

В режиме «сильных» сигналов вольтамперная характеристика диода аппроксимируется линейной зависимостью i _g =f (u _g ) (5). В этом случае появляется заметное напряжение смещения на анод диода из-за значительной величины U ₌ , т.е. диод работает в режиме отсечки, и ток проходит через него только в течение тех интервалов времени, когда .

На рис. 4 показан угол отсечки θ тока диода. На интервале времени, соответствующем углу 2θ , происходит быстрый заряд конденсатора C _н (рис. 1) через открытый диод. В течение времени, когда диод закрыт, конденсатор C _н разряжается через резистор R _н .

Т.о., несмотря на наличие угла отсечки, диодный детектор и в режиме «сильных» сигналов является линейным детектором и при малых значениях угла q не создает нелинейных искажений модулирующего сигнала x (t ).

Нелинейные искажения при детектировании «сильных» сигналов определяются:

· нелинейностью начального участка вольтамперной характеристики диода. При этом, чтобы гарантировать работу вне существенно нелинейного участка, например, в области 0≤U_c ≤U_c ⁽¹⁾ на рис. 2, необходимо выбирать значение U _c исходя из неравенства:

; (16)

различием сопротивлений детектора по постоянному и переменному токам.

При использовании усилителя с входным сопротивлением

R _УНЧ ³ (5 – 10) R_н

и выборе величины емкости разделительного конденсатора C_p , обеспечивающей его малое сопротивление по переменному току по сравнению с R _УНЧ из условия:

, (17)

где Ω_min – минимальная частота модулирующего сигнала,

этим видом нелинейных искажений можно пренебречь;

· нелинейностью процесса заряда и разряда конденсатора C_н .

При этом возникает фазовый сдвиг между напряжениями U ₌ и u _a (t ). В моменты времени, когда u _a (t ) < U ₌ , конденсатор C_н будет разряжаться через резистор R_н по экспоненциальному закону. Анализ показывает, что малый уровень нелинейных искажений этого вида обеспечивается при условии:

, (18)

где Ω_max – максимальная частота модулирующего сигнала.

Кроме рассмотренных выше нелинейных искажений в режиме детектирования «сильных» сигналов возникают частотные искажения, обусловленные присутствием в выходном напряжении гармоник высокочастотного колебания. С целью уменьшения уровня колебания высокой частоты на выходе амплитудного детектора величина емкости конденсатора C_н выбирается из условия:

, (19)

а коэффициент фильтрации в этом случае определяется выражением:

k_ф = ω_c C_н r _g , (20)

где r _g – сопротивление диода в открытом состоянии.

2. Виды схем амплитудных детекторов

2.1 Амплитудный детектор на диоде

Классическая схема «последовательного» детектора дана на рисунке (собственно, это однополупериодный выпрямитель). Если представить ламповый диод как идеальный вентиль, то такая модель («линейного» детектирования) сразу же дает для постоянной составляющей выходного напряжения:

,

где u_BX – амплитуда напряжения несущей на входе детектора. Амплитуда низкочастотного напряжения на выходе: