Материал: Радиоприемные устройства учебник.

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

детектора с отсечкой тока. Статическую ВАХ диода обычно выражают идеализированной, линейно-ломаной функцией

fSw

при

• - Г у

О,

|0

.при

(8.30)

О,

где 5 = VRt — крутизна характеристики, на рис. 8.8, а она характе­ ризуется углом а, образованным осью абсцисс и прямой линейно-ло­ маной функции S = tg a; R t — внутреннее сопротивление диода при и > 0.

Представление статической ВАХ диода в форме (8.30) хорошо соот­ ветствует реальному ходу характеристики и существенно упрощает анализ детектора сильных сигналов. Детектор, обладающий такой, характеристикой, называют линейным.

Рассмотрим предварительно работу ненагруженного детектора

(R =

0), а затем результаты анализа распространим на случай реаль­

ного,

нагруженного детектора (R Ф 0).

.

Короткозамкнутый детектор. Включим в цепь детектора два источ­

ника:

источник постоянной э. д. с. Е0 и источник переменного напря- >

жения ивх — U0 cos (соt -f ф) (рис. 8.8, б). При отсутствии

перемен­

ного напряжения э. д. с. Е0 определяет положение рабочей точки А на идеализированной характеристике; при этом в цепи детектора проте­ кает начальный ток /=0. Очевидно, при подключении постоянной э. д.с. Е0 отрицательным полюсом к аноду начальный ток /=0 = 0. При под­ ключении к детектору источника высокочастотного напряжения в цепи детектора будет протекать несинусоидальный ток и в установившемся режиме максимальное значение косинусоидальных импульсов / макс определяется углом отсечки 0.

Напомним, что под углом отсечки 0 понимают половину той части периода высокочастотного напряжения в радианах, в течение которой : протекает ток в цепи детектора. Напряжение на детекторе равно и = '

=

Е0 -f U0 cos со*, а угол 0

определяется из выражения и =

£ 0 +

+

U0 cos 0 = 0. Поэтому

 

 

 

cos 0

= —E0/U.

(8.31)

28в

■I Изменение величины э. д. с. Е0 меняет значение угла 0 и позволяет при заданной амплитуде переменного напряжения управлять моментом открывания диода. В частности, при Е0 — 0 угол отсечки в короткозамкнутом детекторе 0 = 90°.

Согласно рис. 8.8, б выпрямленный ток равен

I^ — 1—0 + А/=,

где А/= — приращение выпрямленного тока, вызванное действием переменного напряжения; при /=0 = 0 величина /_ = А/= .

Для определения постоянной составляющей тока /= и амплитуды 1-й гармоники тока / и детектора воспользуемся готовыми графиками коэффициентов разложения косинусоидальных импульсов в ряд Фурье. Тогда

I—— /макс®о. Iа ~ /макс®1> * (8.32)

где /макс — максимальное значение тока; согласно рис. 8.8, б и соот­

ношению (8.31) / Макс — S (Е0 +

U) = SU (1 — cos 0);

 

----------------sin 0

— в cos 0 a, =

-------------------------0 — sin 0 cos 0-

(8.33)

л (1

— cos 0 )

я (1 — cos 0 )

 

— коэффициенты разложения постоянной составляющей и 1-й гармо­ ники тока соответственно, представляемые часто в виде графиков ah =

= Ф(0) (* = 0, 1, 2, ...).

Подставляя в (8.32) значения (8.33), получаем окончательно

/ = = — (sin© —0cos0),

/ и = — (0— sin0cos0J.

(8.34)

л

я

 

Соотношения (8.34) вместе с выражением (8.31) определяют уравне­ ния характеристик выпрямления и колебательных характеристик для линейного детектора, вычисленные аналитически; для характеристик выпрямления уравнения можно записать в виде

/ = = — (sin 0 — 0 cos 0)

—U ^ E 0^.U,

(8.35)

л

при

cos 0 =

— E0/U

 

 

где / = = 0 при Е0 <

—U\ / = = SE0 при

Е0 ^ U.

 

Графики характеристик выпрямления и колебательных характе­ ристик изображены на рис. 8.9.

Работа нагруженного детектора. Для упрощения анализа примем, что э. д. с. постоянного напряжения в цепи детектора Е0 == 0. По-прежнему считаем, что емкость С настолько велика, что сопротив­ ление нагрузки детектора токам высокой частоты практически равно нулю. При принятой аппроксимации статической ВАХ диода началь­ ный ток в цепи детектора /=0 и, следовательно, напряжение на нагрузке </=о равны нулю, если переменное напряжение на входе детектора

287

райпо sr

гит приложении к

детектору напряжения сигнала ип%

угол ота

' сначала будет равен 0

—- 90°; затем за счет заряда емкости

С увелпчпинеIс.я падение напряжения на нагрузке

и угол отсечки

начинав!

уменьшаться. В установившемся режиме угол отсечки 0 =

=

©у,

величину которого можно определить из

выражения и —

~

U0 cos 0 т- 6Д = 0. Отсюда

 

 

 

 

cos в у = \ и = \Ш.

(8.36)

Сравнивая работу короткозамкнутого детектора с работой нагру­ женного, можем утверждать, что роль источника постоянной э. д. с.

Ейъ цепи детектора теперь выполняет падение напряжения U=. Таким образом, для нагруженного детектора будут справедливы соотноше­ ния (8.34) и поэтому

С / /

Ъ П

 

(8.37)

1 ^ ~ — (sin 0 — 0 cos 0),

/и = — (0 —sin 0 cos0).

п

я

 

 

Решая совместно (8.36) и (8.37) и учитывая, что

= —la R,

прихо­

дим к уравнению

 

 

 

n/SR =

tg 0 — 0,

 

(8.38)

в котором угол отсечки определяется только произведением SR, где S — крутизна статической ВАХ диода; R — величина сопротивления нагрузки. Рассматривая первое уравнение (8.37), нетрудно заметить, что в режиме детектирования сильных сигналов детекторная характе­ ристика линейна, поскольку угол 0 не зависит от амплитуды входного переменного напряжения и между выпрямленным током и амплитудой этого напряжения существует линейная зависимость (/= = (/).

На основании сравнения выражений (8.36) и (8.4) приходим так­ же к равенству

cos 0 - Ад = |£ /_ |/£ /,

(8.39)

из которого следует, что коэффициент передачи при линейном детекти­ ровании не зависит от амплитуды переменного напряжения и его величина определяется только углом отсечки 0.

Уравнение (8.38) является трансцендентным и аналитически не решается. Одним из путей является графическое решение. Для опреде­ ли

ления

/Сд = cos 0

обычно пользуются графиком,

вычисленным по

(8.38)

и выражающим

зависимость cos 0

=

<р (SR )

(рис. 8.10). Если

произведение SR >

50 -г- 100, то

угол отсечки 0

< 35°. Расклады­

вая функцию tg 0

в ряд Маклорена (tg 0

=

0 + 0 2/3), можно полу­

чить выражение для угла отсечки 0 в виде

 

 

 

 

 

0 » K 3 ir/S tf .

 

 

(8.40)

Второй параметр детектора

входное

сопротивление опреде-

ляется

уравнением

 

 

 

 

 

 

 

R„

U _

п

 

 

nRi

(8.41)

 

I

S (&— sin 0 cos 0)

 

 

 

 

0 —sin 0 cos0

получаемым на основании (8.37) и (8.6), также не решаемым аналити­ чески.

На основании графика cos 0 = ф (S R ) и выражения (8.41) можно построить зависимость R BX = ф (SR) (рис. 8.11). Укажем, что при больших значениях произведения SR (SR > 50 100; 0 < 35°), что часто бывает на практике, выражение (8.41) можно упростить.

о го w бо so sr

Рис. 8.10

Рис. 8.11

Для этого разложим функции sin 0 и cos 0 в ряд Маклорена; ограни­ чиваясь первыми двумя членами разложения и используя (8.41), по­ лучаем приближенное выражение

R BX ~ (1/2 + 0 2/1О)R « R/2.

(8.42)

Для ненагруженного детектора (R = 0) угол отсечки 0 =

90°, а вход­

ное сопротивление R BX кз = 2Rt\ это значение обусловлено тем, что диод находится в открытом состоянии точно половину периода высокой частоты и за период высокой частоты его сопротивление кай бы удваи­ вается. Можно показать, что при изменении сопротивления нагрузки детектора от 0 до оо величина R BX изменяется от 2R t до 0,57?; поэтому в общем случае для R BX оказывается справедливой приближенная ли­ нейная зависимость R BX « 0,5 (4R t + R).

Входное сопротивление параллельного детектора меньше входного сопротивления последовательного детектора. В параллельной схеме

Ю Зак. 304

289
Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155587

Смотрите также:

Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии