4. Разработка последовательного диодного детектора амплитудно - манипулированного сигнала с пассивной паузой

Разработать последовательный диодный детектор амплитудно – манипулированного сигнала с пассивной паузой со следующими параметрами:

1) Тип детектора – последовательный диодный детектор амплитудно– манипулированного сигнала с пассивной паузой;

2) Допустимые искажение демодулированного сигнала, связанное с завалом фронтов не должно превышать 7% от длительности элементарной посылки манипулирующего сигнала, то есть τ_иск < 0.07·τ_и;

3) Частота несущего колебания f_н = 1.075 МГц;

4) Частота манипулирующего сигнала ;

5) Сопротивление нагрузки: R_нагр = 1.5кОм

6) Режим работы детектора – детектор должен работать в режиме сильного сигнала (амплитуда входного сигнала не менее 5 В).

7) Прямое сопротивление открытого диода VD R_дпр=50 Ом.

В соответствии с видами модуляции различают демодуляторы аналоговых, аналогово-импульсных, дискретных сигналов. Процесс в демодуляторе (детекторе) обратен процессу в модуляторе. Детектор выделяет полезную информацию из входного модулированного колебания, содержащего только высокочастотные составляющие: колебания несущей частоты и боковые полосы. На выходе демодулятора выделяется напряжение с низкочастотным спектром передаваемого сообщения. Следовательно детектирование сопровождается трансформацией частотного спектра и поэтому не может быть осуществлено без применения нелинейных систем или же линейных систем с переменными параметрами. Процесс детектирования: является основным процессом приема модулированных колебаний, поскольку при этом форма колебаний на выходе детектора позволит воспринимать информацию.

Выбор схемы амплитудного демодулятора.

Чаще других используют диодные демодуляторы, в состав которых входят LC - контур, диод, и фильтры типа RC. По принципу построения диодные детекторы делятся на детекторы последовательного и детекторы параллельного типа. Недостатком параллельного диодного детектора является, то, что на зажимах выходного сопротивления вместе с постоянным имеется и напряжение промежуточной частоты, для уменьшения которого к выходным зажимам детектора подключается фильтр, состоящий из последовательно включенных резистора R и конденсатора С.

В связи с указанными достоинствами и недостатками различных видов диодных детекторов, в разработке амплитудного детектора будем использовать линейный детектор со схемой последовательного типа (рисунок 4.1)

От режима работы диода в схеме, детекторы делятся на квадратичные и линейные детекторы.

Вольт - амперная характеристика диода имеет резкий начальный изгиб. Он соответствует небольшому входному напряжению и апроксимируется квадратичной зависимостью. Поэтому для малых входных сигналов работа детектора соответствует квадратичному участку ВАХ диода, и в этом случае детектор называется квадратичным. При возрастании входного напряжения квадратичный участок ВАХ диода переходит в линейный (рисунок 4.2). Если же это напряжение настолько велико, что квадратичным участком можно пренебречь, то в этом случае детектор называется линейным. Квадратичный детектор имеет следующие недостатки: меньшее входное напряжение, большие нелинейные искажения, коэффициент передачи пропорционален амплитуде принимаемых сигналов. Достоинством его является возможность приема более слабых сигналов.

Отметим, что в приёмниках часто используют преобразователи частоты. Поступающий высокочастотный сигнал переносят на более низкую частоту и, только после этого происходит детектирование. Таким образом, преобразователи частоты обеспечивают получение одинаково высокой чувствительности приёмника на любой приёмной частоте, а также получение высоких характеристик избирательности полезного сигнала на фоне помеховых. Однако в курсовом проекте используется одна принимаемая частота и преобразователь частоты не нужен.

Рисунок 4.1 Принципиальная схема последовательного диодного детектора.

Назначение элементов включенных в схему:

VD - нелинейный элемент, выделяющий спектр информационного сигнала.

R_фл, С_фл - образуют фильтр , отделяющий информационный спектр от всех остальных (несущего и того далее). Все высокочастотные составляющие должны шунтироваться С_фл, поэтому сопротивление Х_Сфл на этих частотах должно быть минимальным, не создавая на нём сколь-нибудь заметного падения напряжения. Низкочастотная (информационная) составляющая должна замыкаться через сопротивление R_фл.

Рисунок 4.2 Участок ВАХ диода