Материал: Радиотехнические цепи и сигналы для дистанционного обучения. Останков А.В

их в табл. 38. Построить зависимость теоретических значений угла отсечки Θ от амплитуды Uω входного напряжения детектора. Сделать выводы.

10.4.3. Исследование режимов линейного и квадратичного детектирования

Подготовить установку к работе.

Переключатель, управляемый клавишей «I», вновь перевести в нижнее положение. Подключить источник «Function Generator» ко входу модулятора и установить частоту его гармонических колебаний равной частоте F, указанной для Вашего номера варианта в табл. 36, а амплитуду равной 1 В.

Исследовать режим линейного детектирования.

Амплитуду U0 несущего высокочастотного колебания (источник «S0») установить такой, чтобы минимальный уровень модулированного колебания (с коэффициентом модуляции 0.8) в два раза превосходил найденное в предыдущем пункте значение UЛ: U0 = 10 UЛ.

Зарисовать осциллограмму напряжения на выходе детектора. По степени её соответствия огибающей амплитуд детектируемого колебания, указать, какой обеспечивается режим детектирования (линейный или нелинейный).

Переключить канал «А» осциллографа к нижнему выводу коммутатора напряжений «Switch» (канал «В» целесообразно заземлить), заметно увеличить чувствительность по каналу и снять осциллограмму, соответствующую зависимости от времени тока диода (рис. 66).

iд

t

Рис. 66

Уменьшить длительность развёртки так, чтобы можно было наблюдать отдельные импульсы тока с отсечкой. Используя известную методику (рис. 67), определить по осциллограмме углы отсечки тока диода, соответствующие максимальной, средней и минимальной амплитудам входного напряжения (рис. 66). Результаты отразить в табл. 39.

130

10.4.4. Исследование зависимости входного сопротивления детектора от режима его работы и величины нагрузки

Подготовить установку к исследованиям.

Сместить вниз панели осциллографа и источника «Function Generator». Под ними располагается часть схемы установки, которую следует использовать в данном разделе (рис. 68).

Рис. 68

Установить в соответствии с номером варианта сопротивление нагрузки (R), экспериментально определенное значение емкости фильтра (С). Проверить, соответствуют ли фактические параметры диода заданным в табл. 36.

Подать на вход схемы (субблок 1) от источника «Function Generator» немодулированное гармоническое колебание высокой частоты f0 (табл. 36) и амплитуды 100 мВ.

Рассчитать и установить параметры Lk, Ck, r последовательного колебательного контура, шунтируемого исследуемым диодным детектором, так чтобы

резонансная частота колебательного контура fp =1/(2πLk Ck ) была равна часто-

те f0 входного колебания, характеристическое сопротивление контура ρ=Lk/Ck

имело бы значение от 200 до 500 Ом, а добротность Q = ρ/r составляла 50.

На канал «А» осциллографа подать напряжение, снимаемое с точки «А»

— с ёмкости колебательного контура Ck (к которой подключен своим входом детектор), канал «В» следует заземлить.

Измерить входное сопротивление детектора в линейном режиме.

Проверить установлен ли переключатель, управляемый клавишей «D», в верхнее положение (подключен ли детектор к контуру).

Запустить моделирование. По осциллограмме напряжения на входе детектора уточнить, соответствует ли его амплитуда линейному режиму работы детектора; если нет — увеличить амплитуду колебаний источника.

Измерить входное сопротивление амплитудного детектора методом замещения, для чего, не прерывая моделирования, подключить вместо контура эквивалент входного сопротивления детектора Re (переведя переключатель «D» в нижнее положение), и подобрать величину Re так, чтобы амплитуда высокоча-

132

стотного напряжения в точке «А» была бы равна первоначальному значению. Сравнить полученный результат с теоретическим. Сделать вывод.

Снять зависимость входного сопротивления детектора от амплитуды детектируемого напряжения.

Записать полученные в предыдущем подпункте результаты в табл. 40, в которой Uω есть амплитуда напряжения в точке «А» схемы на рис. 68.

Таблица 40

Последовательно уменьшать амплитуду детектируемого напряжения (до перехода детектора в режим нелинейного детектирования и далее до величины 10 % от напряжения UЛ, найденного в п. 10.4.2) и измерять входное сопротивление детектора Rвх1 по методике, изложенной в предыдущем подпункте. Не забывайте при этом измерять амплитуду Uω напряжения в точке «А». Пять-шесть наиболее отличных друг от друга значений Rвх1 и соответствующих им Uω занести в табл. 40.

Построить график зависимости входного сопротивления детектора от амплитуды детектируемого напряжения. Прокомментировать полученные результаты. Сделать выводы.

10.4.5. Задания для пытливых студентов

Исследовать влияние постоянной времени RC-фильтра на линейные искажения выходного колебания детектора при детектировании напряжения, модулированного последовательностью биполярных прямоугольных импульсов. В качестве наивысшей частоты спектра модулирующего сигнала в соотношении (66) взять практическую ширину спектра прямоугольных импульсов.

Применительно к тонально-модулированному колебанию исследовать зависимость нелинейных искажений детектированного колебания от величины коэффициента модуляции. При исследовании для иллюстрации степени искажений привлечь спектральный анализ (команда «Fourier Analysis») и величину коэффициента гармоник («Total harmonic distortion»). Исследовать детектирование перемодулированных колебаний.

Исследовать, как зависит детекторная характеристика от величины сопротивления нагрузки детектора (при условии правильно подобранной ёмкости фильтра). Получить экспериментальную зависимость угла отсечки диодного тока от величины сопротивления нагрузки.

133

Контрольные вопросы к защите работы

1.Как работает диодный детектор АМ-колебаний? Как выглядят осциллограммы напряжений на входе детектора, на диоде и на нагрузке детектора?

2.Зачем в диодном детекторе нужен конденсатор? Из каких соображений следует выбирать его ёмкость?

3.Изобразить временны́е диаграммы напряжений на нагрузке детектора и на диоде для случаев: а) конденсатор фильтра отсутствует; б) ёмкость конденсатора бесконечно велика.

4.Зависит ли угол отсечки диодного тока в детекторе от емкости конденсатора? Рассмотрите варианты: а) конденсатор отсутствует; б) ёмкость конденсатора бесконечно велика.

5.Как будет изменяться угол отсечки диодного тока в детекторе с изменением сопротивления нагрузки детектора?

6.По каким параметрам, и из каких соображений следует подбирать диод амплитудного детектора?

7.Что такое детекторная характеристика амплитудного детектора? Какую информацию она содержит? Каково её практическое назначение?

8.При каких условиях детектирование оказывается линейным? Квадратичным? Как по детекторной характеристике определить интервалы значений амплитуды несущей и коэффициента модуляции, при которых имеет место линейное детектирование?

9.Изобразить детекторные характеристики амплитудного диодного детектора для различных параметров нагрузки.

10.В чём преимущество линейного детектирования перед квадратичным (нелинейным)?

11.От каких величин зависит коэффициент передачи линейного детектора: а) по постоянной составляющей; б) по переменной составляющей?

12.Что понимается под входным сопротивлением детектора? От чего оно зависит? На что влияет?

[3, с. 294-298], [4, с. 95-100].

134