Параметры диода.

Рассмотрим работу детектора на примере входного манипулированного сигнала. Задача состоит в восстановлении после детектора исходного манипулирующего сигнала. Критерием оценки демодулированного сигнала служит различие в длительностях продетектированного импульса τ_ди и исходного τ_и:

;

Период манипулирующего сигнала и длительность исходного будут:

По заданию:

Конденсатор С_фд фильтра детектора предназначен для фильтрации, шунтирования высокочастотных составляющих спектра сигнал, полученного на выходе диода. Эти частотные компоненты кратны по частоте несущему сигналу (f_н = 1.075 МГц).

Активное сопротивление R_фд фильтра предназначено для протекания токов низкой частоты ().Отсюда:

Последние неравенства являются необходимыми, но недостаточными для работы детектора.

Рассмотрим работу фильтра детектора с позиции подбора его элементов, минимизирующих нелинейные искажения.

Время заряда конденсатора должно быть:

В соответствии с заданием, период высокочастотного сигнала определяется частотой несущего колебания f_н = 200кГц:

Где τ_зар – постоянная заряда определяется прямым сопротивлением открытого диода VD (R_дпр=50 Ом по заданию) и конденсатором фильтра С_фл :

Разрядная цепь фильтрующего конденсатора содержит фильтрующий резистор, значит его номиналом определяется время разряда емкости и должно выполняться следующее неравенство:

Длительность импульса манипулирующего сигнала определяется по известной частоте манипулирующего сигнала , в соответствии с заданием:

;

Получим:

После расчетов параметров фильтра детектора необходимо проверить выполнение главных условий:

При условии их выполнения можно считать, что параметры фильтра детектора рассчитаны, диод выбран, можно приступать к моделированию схемы демодулятора.

Рисунок 4.3 Принципиальная схема последовательного диодного детектора

Рисунок 4.4 . Осциллограммы последовательного диодного детектора

По осциллограмме на рисунке 4.4 произведем расчет расхождения длительностей исходного и продетектированного сигналов.

Исходная длительность модулирующего сигнала составляет:

Длительность продетектированного сигнала, отсчитанная между визирными линиями 1 и 2 на уровне 0,5 максимального уровня сигнала составляет:

Таким образом:

то есть искажение продетектированного сигнала не превышает 7%, что требуется по условию задания.

Однако, на осциллограмме видно, что у полученного сигнала имеется «шапка» на вершине импульса (последовательность зарядов и разрядов емкости С_фд в горизонтальной части ступеньки). Она характеризует дополнительные искажения выходного сигнала. Убрать ее варьированием параметрами схемы сложно, поэтому включим в схему логический элемент ИЛИ, который ограничивает уровень входного сигнала по амплитуде, и обрезает «шапку» сигнала. Принципиальная схема и осциллограммы представлены на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 Принципиальная схема приемника и осциллограммы его работы

Длительность продетектированного сигнала:

Таким образом:

После расчётов необходимо проверить два основных условия:

X_Сфл(ω)== =255.26 Ом << 10 кОм;

X_Сфл(Ω)= = =25.53 кОм >> 10 кОм;

Вывод:

В результате использования в схеме элемента ИЛИ, уменьшились искажения длительности сигнала и исчезла «шапка» на вершине импульса. Это видно из представленных рисунков.

Таким образом, в результате моделирования разработан амплитудный диодный детектор с пассивной паузой, который удволетворяет условиям задания.