Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
А/ = М/. (7.10)
Детекторы, в цепи которых наблюдается прямо пропорциональная зависимость приращения тока от подводимого напряжения ?/, называются линейными.
Определим основные электрические свойства линейного детектора. При рассмотрении свойств детектора будем пользоваться не реальной, а идеализированной характеристикой диода. Идеализированная характеристика диода (фиг. 7. 7, б) изображается в виде
191
ломаной линии, горизонтальная часть которой совпадает с осью напряжений, а наклонная часть — с прямолинейным участком реальной характеристики диода. При отсутствии напряжения па входе детектора (фиг. 7. 7, а) ток в его цепи равен нулю. С поступлением на вход детектора напряжения высокой частоты в его цепи возникают импульсы выпрямленного тока. Среднее значение тока Д-р, равное приращению тока А/, определяется как высота прямоугольника с площадью, равной площади фигуры импульса, и основанием, равным периоду колебания,
Выпрямленный ток /, проходя через сопротивление нагрузки, вызывает на нем падение напряжения и0 = МЯи, которое создает
Я}
6)
Фиг 7 7 Схема диодного детектора и идеализированная характеристика диода
отрицательное смещение на аноде лампы. С возникновением на аноде отрицательного смещения мгновенное напряжение и между анодом и катодом диода уменьшается до значения
u.= U cos u>*- и0= /У (coscof- . (7.11)
Как видно из диаграммы фиг. 7. 8, можно считать, что
U
где б — угол отсечки тока.
Углом отсечки О называется половина той части периода в угловом измерении, в течение которой в анодной цепи диода протекает ток.
Напишем уравнение (7. 11) в следующем виде: u = U (cos 0)t— cos 0).
Выразим мгновенное значение тока і в цепи детектора через действующее на аноде напряжение и и крутизну S характеристики диода
i = 5tt = 5?/(cosa)i-cos6). (7. 12)
192
Среднее значение тока численно равно отношению площади половины фигуры импульса тока к половине периода, выраженной в угловых единицах,
/cp=J_pdK).
(7.13)
Фиг. 7.8. Диаграмма работы нагруженного линейного детектора.
Подставляя в формулу (7. 13) мгновенное значение тока, получим
б
/ср = ±- J SU (cos ut—cos 6) d (»*) =
0
8
= -~ SU j (cos <&t — cos 6) d (arf) =
0
о s
= ~ SU U cosutd(at)-cose^d(<»t) .
Отсюда
/.„ = — (sin6-6cos6).
(7. 14)
Таким образом приращение тока в цепи детектора зависит от амплитуды подводимого напряжения и и угла отсечки 0 .
Выясним зависимость угла отсечки от параметров схемы
с08 8 = -^,
НО
«0=Д//?, = /?„ — (sin 6 - 6 cos в).
71
13 Радиоприемные устройства.
193
Тогда
Отсюда
или
СОЗв—^—/?н^(81пв->С08в) =
и ъи
=^-(81пв-еСо8б). (7.15)
в1П 6 — 6 С08 8 _ 1С _к/?/
сое 0 ~" #н5 ~ #„
^-Ь=Т1=1Г' (7Л6>
Уравнение (7. 16) показывает, что угол отсечки в зависит только от сопротивления нагрузки /?н и крутизны 5 характеристики диода и не зависит от амплитуды подводимого напряжения и. Независимость угла отсечки от величины подводимого напряжения позволяет сделать важный вывод о форме характеристики детектирования.
Величина приращения тока в цепи линейного детектора прямо пропорциональна величине амплитуды приложенного напряжения.
Фиг. 7.9. Детекторные ха- Величина сопротивления нагрузки де-рактеристики диодного де- тектора отразится лишь на наклоне детек-тектора. торной характеристики. Чем больше со-
противление нагрузки, тем меньше угол наклона характеристики. Зависимость характеристики детектора от величины сопротивления нагрузки показана на фиг. 7. 9.
Уравнения (7. 15) и (7. 16) позволяют определить коэффициент передачи напряжения и его зависимость от сопротивления нагрузки.
Как уже было указано выше, подведенное ко входу детектора напряжение высокой частоты создает в его цепи выпрямленный ток. При прохождении постоянной составляющей выпрямленного тока через сопротивление нагрузки /?„ на этом сопротивлении возникает напряжение и0.
Поэтому коэффициент передачи напряжения детектора будет равен
А-,= ^-=соз9. (7.17)
Из формулы (7. 16) следует, что с возрастанием сопротивления нагрузки /?„ угол отсечки в убывает. Сопротивление нагрузки обычно в десятки и сотни раз превышает внутреннее сопротивление детектора. Поэтому величина угла отсечки 8 не превышает 10— 20°. Косинус такого угла будет близок к единице. Следовательно, и коэффициент передачи линейного детектора будет близок к единице.
194
Уравнение (7. 16) можно решить только графическим путем.
Для облегчения расчета результатов детектирования строят график зависимости tg6—б от угла отсечки б (фиг. 7. 7. 10). Пользуясь уравнением (7. 16), находят разность tg 9—6 и по ее значению определяют в, а затем и cos 6,
Напряжение на выходе детектора рассчитывается по формуле
u0=KdU.
Выпрямленный ток
*¦ •
Определим зависимость входного сопротивления детектора от сопротивления нагрузки. С возрастанием сопротивления нагрузки увеличивается выпрямленное напряжение и уменьшается угол отсечки б. Чем меньше угол отсечки, тем меньше и амплитуда первой гармоники пульсирующего тока Л в цепи детектора. Таким образом, с возрастанием сопротивления RH будет увеличиваться и входное сопротивление детектора
