Контрольные вопросы

1. Почему в избирательных усилителях в нагрузке используют колебательные контуры?

2. Для чего нужно настраивать контур усилителя промежуточной частоты?

3. Как изменится амплитудно-частотная характеристика контура при подключении к нему шунтирующего резистора?

4. Почему в данной работе используется электронный вольтметр, а не вольтметр электромагнитной или электродинамической системы?

5. Как определить коэффициент прямоугольности усилителя и что означает этот показатель?

6. Что такое добротность контура, эквивалентная добротность контура? От чего зависит величина добротности?

7. Каково назначение связанных контуров?

8. Какие связи между связанными контурами называются: критической, больше критической, меньше критической?

9. Объясните особенности резонанса в первичном и вторичном контурах полосового усилителя.

10. Почему контуры изолируются от окружающей среды алюминиевым экраном?

11. На какой частоте работают усилители промежуточной частоты в супергетеродинных приемниках? Почему в качестве промежуточной частоты выбираются именно эти частоты?

Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Таблицы наблюдений, результаты расчётов и графики.

3. Краткие ответы на контрольные вопросы.

4. Краткие выводы.

Лабораторная работа 7 Изучение нелинейных процессов. Детектирование

Цель работы: Изучение принципа действия амплитудного детектора.

Оборудование: 1. Макет диодного детектора с набором ёмкостей.

2. Вольтметр универсальный В7-35.

3. Генератор звуковой частоты Г3-33.

4. Источник модулированных сигналов Г4-18.

5. Электронный осциллограф С1-65.

Рекомендательный библиографический список: [1], Гл.12: §§ 12.2, 12.4; [4], Гл.7: §§ 7.1, 7.4; [5], Гл.7: §§ 7.1–7.3.

Современные радиоприемники – это супергетеродинные приемники, обеспечивающие высокую чувствительность и избирательность. Принцип супергетеродинного приема состоит в том, что входной сигнал, выделенный из множества сигналов, действующих в антенне приемника, преобразуется в сигнал промежуточной частоты с сохранением вида модуляции. Дальнейшее усиление принятого сигнала происходит на промежуточной частоте, которая обычно значительно меньше несущей частоты радиосигнала, что облегчает построение усилителей. При этом промежуточная частота постоянна во всем диапазоне рабочих частот приемника.

Для выделения сигнала информации в случае приема амплитудно-модулированных сигналов из амплитудно-модулированного сигнала промежуточной частоты применяют амплитудный детектор.

Необходимыми элементами детектирующей схемы являются: нелинейный элемент и фильтр, выделяющий сигнал сообщения.

В качестве нелинейного элемента используются электронные приборы, работающие в нелинейном режиме (полупроводниковые диоды, транзисторы).

Схема детектора на полупроводниковом диоде приведена на рис. 7.1.

Амплитудным детектором называется устройство, в котором осуществляется преобразование высокочастотного амплитудно-модулирован­ного колебания в низкочастотное колебание, соответствующее закону изменения амплитуды высокочастотного колебания.

Таким образом, на вход детектора подается колебание, содержащее только высокочастотные составляющие, а на выходе детектора выделяется сигнал низкой частоты.

Процесс детектирования состоит в выпрямлении переменного тока промежуточной частоты, последующей фильтрации выпрямленного напряжения и выделении модулирующего сигнала, являющегося сигналом информации.

Ток диода представляет собой последовательность импульсов промежуточной частоты, амплитуда которых изменяется по закону модулирующего сигнала. Конденсатор фильтра С_ф заряжается этими импульсами почти до амплитуды напряжения промежуточной частоты, а в интервале между ними успевает разрядиться через резистор нагрузки R_н, чтобы вновь подзарядиться очередным импульсом. На выходе детектора появляется переменное напряжение модулирующего сигнала.

Постоянную составляющую напряжения на выходе детектора не учитывают, так как при дальнейшем усилении сигнала ее не пропускают разделительные конденсаторы усилителя звуковой частоты.

Емкость конденсатора фильтра С_ф должна быть с одной стороны достаточно большой, чтобы пульсации напряжения промежуточной частоты на выходе детектора были как можно меньшими. С другой стороны, этот конденсатор должен успевать разряжаться через резистор нагрузки R_н при быстром изменении амплитуды входного напряжения детектора, соответствующем самым высоким частотам модулирующего сигнала.

В еличины сопротивления нагрузки R_н и ёмкости С_ф фильтра детектора должны быть такими, чтобы сопротивление фильтра:

Z = R 

равнялось R для низких частот сигнала сообщения при ωCR<<1 и нулю (Z = 0) для радиочастот (при CR1).

При детектировании слабых входных сигналов применяется схема амплитудного детектора с удвоением напряжения, позволяющая практически вдвое увеличить сигнал, поступающий с детектора на усилитель звуковой частоты.

Схема амплитудного детектора, выполненного по схеме удвоения выходного напряжения, показана на рис. 7.2.

Принцип его работы прост. В отрицательный полупериод напряжения U_ам ток проходит по цепи: общий провод, диод D2, конденсатор С1. В течение этого полупериода конден­сатор С1 заряжается почти до амплитуды входного напряжения (его правый электрод заряжен положительно). В положительный полупериод входного напряжения ток проходит по цепи: конденсатор С1, диод D1, конденсатор С2, общий провод. В этот полупериод максимальное напряжение, которым заряжается конденсатор С2, складывается из входного напряжения и напряжения заряженного конденсатора С1, т.е. почти до удвоенного входного напряжения.