Файл: Лапицкий Е.Г. Радиопередающие устройства. Основы теории нелинейных цепей [учебное пособие].pdf

экранирующую и защитную сетки и на анод. На рис.. 2.12 изображена схема, в которой модуляция осуществляется на управляющую сетку.

В некоторых случаях оказывается целесообразным подавать модулирующее напряжение одновременно на несколько элек­ тродов, т. е. осуществлять так называемую комбинированную модуляцию. Чаще других применяется комбинированная анодно­ экранная модуляция, а также модуляция на защитную и экра­ нирующую сетки.

п

Ums cossit

Рис. 2.12.

Детальное изучение схем амплитудной модуляции, а также вопросы технического расчета модулируемых каскадов рас­ сматриваются в курсе „Радиопередающие устройства“.

§ 2.4. Амплитудное детектирование

Амплитудное детектирование является процессом, обратным процессу амплитудной модуляции, и состоит в извлечении из амплитудно-модулированного сигнала колебаний модулирующей низкой частоты. (Иногда употребляют вместо термина „детек­ тирование" термин „демодуляция".)

Поскольку в спектре амплитудно-модулированного сигнала имеют место только высокочастотные составляющие: несущая и две боковых, то для выделения низкочастотного модули­ рующего колебания необходима трансформация спектра с после­ дующей отфильтровкой всех высокочастотных составляющих. Как было показано выше, свойством трансформировать спектр обладают нелинейные элементы. Поэтому амплитудное детек­ тирование обычно осуществляется в результате воздействия амплитудно-модулированных колебаний на нелинейный элемент.

.Рассмотрим простейшую схему амплитудного детектора, в которой в качестве нелинейного элемента используется диод

(рис. 2.13).

47

Амплитудно-ыодулированный сигнал

и Umm(1 : т cos Qt) cos <at -

подается на вход диода, характеристику которого (для упро­ щения выкладок) можно аппроксимировать полиномом второй степени (квадратичная характеристика):

.48

Из выражения (51) следует, что при воздействии на нели­ нейный элемент амилитудно-модулированного колебания ток, протекающий в его цепи, наряду с высокочастотными состав­

низкой частоты и исключить все высокочастотные составляющие, необходимо в цепь нелинейного элемента включить нагрузку .со­ противление которой для низкой частоты было бы достаточно большим, а для высоких частот —малым. Обычно в качестве нагрузки амплитудных детекторов используют параллельное включение сопротивления R и емкости С (рис. 2.13), величины которых должн'ы удовлетворять следующим условиям:

При выполнении этих условий можно считать, что падение напряжения на нагрузке за счет высокочастотных составляю­ щих тока будет пренебрежительно мало (так как сопротивле­ ние нагрузки по высокой частоте определяется малым сопро­ тивлением емкости С).

Однако такой характер нагрузки не исключает на выходе детектора составляющей удвоенной звуковой частоты (2 Q), ам­ плитуда которой согласно (51) равна

Наличие в выходном напряжении составляющей частоты 22 обусловливает появление нелинейных искажений, которые мо­

гут быть оценены коэффициентом нелинейных искажений. Под коэффициентом нелинейных искажений понимается отношение корня квадратного из суммы .квадратов амплитуд напряжений высших гармоник (второй и выше) к амплитуде напряжения основной частоты:

^_ \/~(Ля2й£'2)^"~Д(^'иЗй^з)“_7' • • • ! '(Лляй£/г)~

В рассматриваемом случае коэффициент нелинейных иска­ жений равен

т. е. четверти коэффициента модуляции; при. стопроцентной модуляции |т 1 1 он достигает недопустимо большой вели­ чины—25°/0. Уменьшение коэффициента нелинейных искажений при квадратичном детектировании возможно лишь за счет уменьшения глубины модуляции на передающем конце радио­ линии. что весьма нежелательно, так как уменьшает помехо­ устойчивость связи. -Это обстоятельство является существен­ ным недостатком квадратичного детектирования. При детекти­ ровании сильных (больших) амплитудно-модулированных коле­ баний нижний изгиб характеристики нелинейного элемента не. является существенным, в силу чего характеристику нели­ нейного элемента можно представить в виде кусочно-линейной. Пусть на линейный элемент, аппроксимированная характери­ стика которого изображена на рис. 2,15, воздействует ампли- тудно-модулированный сигнал большой амплитуды. Рабочая точка выбрана на нижнем изломе характеристики, так что угол отсечки анодного тока по высокой частоте равен 90° и, следова­ тельно, не зависит от амплитуды входного сигнала. Под действиехм входного напряжения в анодной цепи будет протекать ток, имеющий форму косинусоидальных импульсов, высота ко­ торых пропорциональна мгновенному значению модулирующего напряжения на передающем конце радиолинии (рис. 2.15).

Постоянная составляющая анодного тока, определяемая вы­ ражением

•^я(1~^£та0 >

не будет „постоянной“ в полном смысле слова, так как не по­ стоянна амплитуда импульсов анодного тока, и будет изме­ няться во-времени по закону изменения амплитуды высокоча­ стотных импульсов анодного тока. Поскольку амплитуда им­ пульсов анодного тока линейно зависит от амплитуды входного напряжения, то и „постоянная" составляющая, а точнее ампли­ туда низкочастотной составляющей, также линейно зависит от амплитуды входного сигнала. Поэтому детектирование больших

50