Csúcsdetektálási - studopediya
8.4.1. Általános információk az érzékelési
Detection (demoduláció) - a folyamat, amely egy modulált nagyfrekvenciás oszcillációk a feszültség (vagy áram), amely szerint változik modulációs törvény. Ez a folyamat végrehajtása nevezett készülék detektorok.
A detektor kimeneti jelet, a törvény módosítás, amely megfelel a jogszabályi előírásoknak variációs továbbított modulált hullámok üzenetét. Attól függően, hogy milyen típusú modulációt által használt a továbbító eszköz (amplitúdó, frekvencia vagy fázis) végezzük a vevőkészülékben amplitúdó, frekvencia vagy fázis detektálás. Detector kivitelezi a folyamat fordított modulációs eljárással. Ezért is nevezik a demodulátor.
A funkcionális célja az érzékelő azt jelzi, hogy ez biztosítja a spektrális átalakulás a bemeneti jel. Ennek lényege, transzformáció, hogy a bemeneti jel van modulálva, egy keskeny sávú spektrumot a nagyfrekvenciás tartományt alakítjuk alapsávi jel kimenet a spektrum alacsony frekvenciákon. Ezért, a felismerési folyamat bármely formája a moduláció lehet megvalósítani csak keresztül parametrikus vagy nem-lineáris áramkörök.
Detektor szerkezet esetén egy nemlineáris elem ábrán látható. 8.11
. az amplitúdó moduláció;
. során fázismoduláció;
. A frekvencia moduláció,
Ábra. 8.11. Strukturális detektor áramkört
Nemlineáris elem alakítja a bemeneti jel spektrumát. Aluláteresztő szűrő kiválasztja a szükséges komponenseket a spektrum a moduláló jel.
8.4.2. amplitúdó detektor
Amplitúdó érzékelő előállít egy jelet, amely egybeesik formában a borítékot a bemeneti amplitúdómodulált oszcilláció. A folyamat akkor tekinthető kimutatására az AM-modulált jelet tonális, azaz A bemeneti jel típusától
Az érzékelő kimeneti jel egyenlőnek kell lennie
Gyakorlati amplitúdó detektor áramkör látható az ábrán. 8.12 is.
Ábra. 8.12. Működési diagram az amplitúdó detektor dióda és a Bax
Mint egy nemlineáris, dióda alkalmazunk, amelynek jellegzetes (ábra. 8,12, b) egy nemlineáris (OA) és lineáris (AB) részek. Aluláteresztő szűrő párhuzamosan vannak kapcsolva kapacitás és a terhelési ellenállás a detektor. Az amplitúdó-frekvencia és fázis-frekvencia karakterisztika a szűrő tárgyalt Sec. 5.4.
Fizikai jelenségek az áramkörben az amplitúdó detektor magyarázza, a detektor áramkör (ábra. 8,12, a) ábrázolja a bemeneti és kimeneti feszültségek (ábra. 8,13, a).
Ábra. 8.13. A bemeneti és kimeneti feszültség detektor
Beviteli feszültség van az anód a dióda. A kondenzátor feszültsége, amely lényegében a kimeneti feszültség van a katód a dióda. Áram folyik át a dióda esetén az anód feszültség nagyobb, mint a feszültség a katódon.
Az időintervallum, amikor az aktuális érték a bemeneti feszültség nagyobb, mint a kondenzátor feszültsége (pont-pont. Cm. Ris.8.13 a), a dióda nyitva van, áram folyik rajta, és egy kondenzátort tölti, ez a jelenlegi (egy kis rés a bemeneti növekedési feszültség).
Az időintervallum, amikor az aktuális érték kisebb lesz, mint a kondenzátor feszültsége (pont. Cm. Ris.8.13 a), a potenciális az anód a dióda katód potenciálja kisebb lesz, így a lezárás a dióda. A kondenzátor merül le lassan egy nagy szűrő ellenállását. Folyamat kisülési folytatódik diódán keresztül záródási idő (egy bizonyos pontig), a kondenzátor feszültsége, és így a detektor kimenete csökken. Mivel a kérdésben. A folyamat megismétlődik.
A belső-ellenállása a dióda jelentősen kisebb, mint az ellenállás a szűrő. Ezért a kondenzátor töltés gyorsabb, mint a kibocsátás és a kondenzátor feltöltődik minden félciklusaiban bemeneti feszültség mellett a csúcsérték. Következésképpen, a kondenzátor feszültsége, és ezáltal a kimeneti feszültség követi a borítékot a formáját a bemeneti jel egy bizonyos szintű pulzálás.
Nagysága a pulzálás meghatározzuk, és a szűrés minősége függ állandó szűrési ideje. azaz A töltési idő és a kondenzátor kisülése. A detektálást egy minimális torzítás van szükség, mert bizonyos feltételek teljesülésétől, megkötő szűrőn időállandó, hogy az időszak során a vivőhullám és azt az időszakot a moduláló jel. Ez az állapot. Meghibásodása még egy ilyen egyenlőtlenségek, a kondenzátor feszültsége nem esik egybe az alak a borítékot a bemeneti jel (ábra. 8,13, b)
Attól függően, hogy a bemeneti jel amplitúdója és formája jellemzői a nemlineáris elemen két érzékelési mód másodfokú (gyenge jel mód) és a vonal (nagy jel módban). Az első üzemmódban detektor belül történik a nem-lineáris részének jellegzetes lény közelíthető egy polinomiális a második fokozatot. A második üzemmódban, a detektor munka lineáris részét a jellemző, amely lehetővé teszi számunkra, hogy alkalmazni a szakaszonként lineáris közelítés.
a. másodfokú felderítése
Alacsony bemeneti jel (több tíz mV) a detektor belül történik a hajtás alsó áram-feszültség jelleggörbét a nemlineáris elem (ábra. 8,14, a), amely kellő pontossággal gyakorlati közelíthető egy polinomiális a második fokozatot.
Ábra. 8.14. Négyzetes (a) lineáris és (b) kimutatjuk a
Ha a bemenet, hogy a detektor ebben az üzemmódban belép az amplitúdó-modulált jelet a formában. A nemlineáris elem egy aktuális
Nagyfrekvenciás komponenseket frekvenciák át egy aluláteresztő szűrő kimenetén a detektor. Hasznos információkat tartalmaznak az alacsony frekvenciájú komponens egyenlő. Az arányossági e komponens a tér a boríték az amplitúdó-modulált érzékelő jelet határoztuk név ebben az üzemmódban - a kvadratikus detektor.
Az AM-modulált jelet egy tónustartományának a kisfrekvenciájú összetevő a jelenlegi lesz egyenlő.
Ebben a kifejezésben a spektrális komponensek el vannak rendezve annak érdekében, a növekvő frekvenciával. Köztük van egy eleme a frekvencia. amelyek kell kiosztani az aluláteresztő szűrő.
Izolálni alacsony frekvenciájú összetevője a szűrőt kell keskenysávú. Ha a moduláció nem tonális és gyakoriságát a moduláló jel változik az. A szűrő kell egy sávszélesség. azaz egy alacsony frekvenciájú sávszűrő.
DC komponenst leszűrjük a lefejtési kondenzátor sorosan a körbe után a detektor. A frekvencia-összetevő okoz harmonikus torzítása a kívánt jel, ami a nagyobb, minél nagyobb a modulációs faktort és kisebb szűrő időállandója.
A foka nemlineáris torzítás általánosan jellemezve nemlineáris torzítás együttható, amely meghatározza a kifejezést
ahol - az amplitúdó a felharmonikus áramok a nemlineáris elem.
A szóban forgó esetben.
Következésképpen a másodfokú harmonikus torzítás detektor észlelésekor a jelet az AM-modulált hang függ a modulációs tényező. A kis harmonikus torzítás kicsi, mert értéket érhet el 0,25, ami jelentős mennyiségű. Csökkentve a modulációs mélység csökkentése érdekében torzítás nem előnyös energetikai szempontból.
A detektálás egy kvadratikus detektor komplex jel spektrum nemlineáris elem áram kombinációját tartalmazzák frekvenciákat az alacsony frekvenciájú része a spektrum, hogy lesz átengedjük egy sávszűrő alacsony frekvenciákat. Ez növeli a hasznos jel torzulását.
Így a kimeneti jel az érzékelő működés közben gyenge jelek négyzetével arányos az AM jel amplitúdója. Ezért, valamint azért, mert a jelentős nemlineáris torzítás az érzékelési mód elkerülni a recepción utak alkalmazásával nyereség a detektor.
Ha szükséges, az észlelési gyenge jeleket használt detektorok, megépíteni alapján műveleti erősítők (műveleti erősítő).
Az ilyen érzékelők (ábra. 8,15, a) műveleteket végrehajtó kimutatási és amplifikáció. Műveleti erősítő megfordítja és felerősíti a bemeneti feszültséget. Így, az alatt a pozitív fél-időszakokban a dióda nyitva van, és a dióda zárva van. Ennek köszönhetően a feszültség. és a kimeneti feszültség az erősítő nincs jelen, azaz . A negatív fele-időszakokban a dióda lezárt és a dióda nyitva van. Ebben az esetben az erősítő kimeneti feszültsége megegyezik. Ez egy fordított, és amplifikált negatív félperiódusban a bemeneti feszültség (ábra. 8,15, b).
Ábra. 8.15. Amplitúdó detektorral a Shelter
Ha a feszültség detektor bemeneti AM jel, a spektrum tartalmaz kisfrekvenciájú összetevőket, amelyek a kialakulását a aluláteresztő szűrő kimenő jelét. alak egybeesik az alapsávi jel.
b. lineáris felderítése
Nemlineáris torzítás kvadratikus detektor jellemző lehet csökkenteni, ha a detektor használatával működtethető lineáris részében dióda karakterisztikájú. Így vázlatos diagramja egy lineáris detektor nem különbözik a kvadratikus detektor áramkört. Csak a bemeneti feszültség amplitúdója kell lennie, (körülbelül 1,5 ... 1) a kezelő résszel található lineáris részét a jellemző a nemlineáris elem (lásd. Ábra. 8,14, b). Lehetőség van, hogy egy szakaszosan lineáris közelítés a dióda jellemzőinek.
Amint az ábrából látható, a dióda árama periodikus sorozata impulzusok amplitúdó modulált. A kimeneti feszültsége az érzékelő csak akkor jön létre a DC komponens, ami ebben az esetben nem lesz állandó a teljes értelemben vett. Ez változik a törvény szerint a moduláció a bemeneti jel. Így a kimeneti jel a detektor lesz egyenlő
Tekintettel arra, hogy a bemeneti jel AM elő, valamint a vágási szög állandó (ez lesz látható alább), azt kapjuk,
Így, az érzékelő kimeneti feszültség ebben a módban lineárisan függ a bemeneti jel amplitúdója, ha a vágási szög - állandó. Innen a név a detektor - lineáris detektor.
Megmutatjuk, hogy a vágási szög értékének esetben csak a paramétereket a detektor és nem függ a bemeneti jel amplitúdója.
Figyelembe véve (8.2), megkapjuk
Viszont. itt
Egyenlővé (8.3) és (8.4), és elosztjuk a jobb és bal oldalán. kap
A meredeksége a dióda IV jellemző - ez lényegében a fordítottja annak a nyitott belső ellenállása a dióda. Így, az egyenlet, hogy meghatározzuk egy grafikont a kapcsolat a cut-off szög (ábra. 8.16).
Ábra. 8.16. A hatása a szög a cut-off a választott ellenállás és
A grafikonok, és a kapott expressziós hogy a vágási szög nem függ a bemeneti jel amplitúdója. , Értékét csak a munka értékét. Az alsó cut-off szög, annál nagyobb az arány. Ez az eredmény arra használjuk, hogy meghatározzuk a szűrési paramétereket és a dióda.