Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 288

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ций. С момента окончания радиоимпульса конденсатор Са полно­ стью разряжается через сопротивление нагрузки Ян-

Отношение амплитуды видеоимпульса, получающегося на вы­ ходе детектора, к амплитуде входного радиоимпульса представ­

ляет

собой

коэффициент передачи

напряжения

 

 

 

 

Um

вх

 

 

 

где бу — угол отсечки анодного

тока

диода в установившемся

ре­

жиме.

 

 

 

 

 

 

Форма видеоимпульсов на выходе детектора зависит от со­

противления нагрузки Ri, и емкости

конденсатора Сп.

Влияние

их

таково.

 

 

 

 

 

1)

При

увеличении емкости С„

увеличивается

длительность

видеоимпульсов, так как конденсатор большей емкости медленнее заряжается и разряжается. Возрастание длительности переднего фронта видеоимпульсов приводит к уменьшению точности радио­ локационной станции в определении дальности до цели. Уве­

личение

длительности заднего

фронта видеоимпульсов при­

водит к

ухудшению разрешающей

способности радиолокационной

станции.

 

 

2)

При

уменьшении емкости

Си возрастают пульсации видео­

импульсов

с зысокой

частотой.

 

3)

При

увеличении

сопротивления /?„ возрастает коэффициент

передачи детектора и амплитуда видеоимпульса приближается к амплитуде входного радиоимпульса. Однако при этом увеличи­ вается время нарастания импульса тн и время спадания тС ) что ухудшает точность определения дальности цели и разрешающую способность радиолокационной станции.

Спадающая часть видеоимпульса представляет собой экспо­ ненту, так как конденсатор Сп разряжается через резистор R n при запертом диоде. Поэтому время спадения импульса находится просто. Оно равно -c — 2,2RaCu.

Гораздо сложнее определить время нарастания видеоимпуль­ са. Для этого необходимо учитывать влияние входного сопротив­

ления детектора на резонансное сопротивление

контура LK CK , че­

рез который проходит ток заряда конденсатора

Си . Если R n уве­

личивается, то при этом возрастает входное сопротивление детек­

тора,

а это приводит к увеличению сопротивления контура.

По­

этому время хн увеличивается.

R a уменьшаются

 

 

4)

При уменьшении сопротивления

коэффи­

циент

передачи детектора и амплитуда

видеоимпульса.

Но

при

этом уменьшается время хи и тс , что улучшает точность определе­ ния дальности цели и разрешающую способность радиолокацион­ ной станции.

Из вышеизложенного видно, что в радиолокационном прием­ нике сопротивление нагрузки детектора R a и емкость С н прихо-

391


дится выбирать исходя из ряда противоречивых требований. Обычно выбирают:

С н = ( 1 0 ч - 2 0 ) - С а . к ;

 

 

 

 

 

(0,14-0.2) хр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

С а к — емкость

между анодом

и катодом

диода;'

 

 

 

 

 

тр

— длительность

радиоимпульсов.

 

 

этом

следует

 

 

 

 

 

 

 

При

 

 

 

 

 

 

 

иметь в виду, что емкость

 

 

 

 

 

 

 

Си

включает

в

себя

ем­

 

 

 

 

 

 

 

кость

конденсатора,

ем­

 

 

 

 

 

 

 

кость монтажа

и входную

 

 

 

 

 

 

 

емкость

следующего

ка­

 

 

 

 

 

 

 

скада. Практически

вели­

 

 

 

 

 

 

 

чины С„, Ru

и Кп 'бывают

 

 

 

 

 

 

 

в

пределах:

 

С„=20—

 

 

 

 

 

 

 

50 пф; Ra

= 500—50 ООО ом;

 

 

 

 

 

 

 

Кп = 0,4-0,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

рис. 2.150, а

видно,

 

 

 

 

 

 

 

что

вершина

 

видеоим­

 

 

 

 

 

 

 

пульсов на выходе

детек­

 

 

 

 

 

 

 

тора

не

является

 

пло­

 

 

 

 

 

 

 

ской.

Она

пульсирует с

 

 

 

 

 

 

 

частотой

входных

радио­

 

 

 

 

 

 

 

импульсов.

 

С

 

целью

 

 

 

 

 

 

 

уменьшения

этих пульса­

 

 

 

 

 

 

 

ций

применяют

различ­

 

 

 

 

 

 

 

ные

фильтры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

схеме,

изображен­

 

 

 

 

 

 

 

ной

на рис. 2.151, а, филь­

 

 

 

 

 

 

 

тром

является

сопротив­

 

 

 

 

 

 

 

ление

/?ф,

которое

 

вме­

 

 

 

 

 

 

 

сте

с

входной

емкостью

 

 

 

s

 

 

 

следующего

каскада

об­

 

 

 

 

 

 

разует

делитель

напря­

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.151. Схемы диодных детекторов, при­

жения.

Величина

сопро­

меняемые

в радиолокационных

приемниках

 

тивления

фильтра

 

 

где ш — угловая частота детектируемых

радиоимпульсов.

 

 

В схеме, приведенной на рис. 2.151,6, фильтром

является

па­

раллельный

контур

ЬфСф,

настроенный

на

частоту

входного

на­

пряжения. Для этой частоты контур имеет большое

сопротивле­

ние и вместе с входной емкостью следующего

каскада

образует

делитель

напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис. 2.151,6 изображен вариант детектора,

в котором

в ка­

честве

диода

используется

участок

катод — сетка

трехэлектрод-

392


ной лампы. Анод триода заземляется и служит экраном. Филь­ тром является дроссель высокой частоты. Его индуктивность Ьф бывает порядка 10—50 мкгн.

Во всех схемах, изображенных на рис. 2.151, на выходе полу­ чаются видеоимпульсы отрицательной полярности. На рис. 2.151,6 и 2.151,6 в качестве емкости входного контура используются ем­ кость монтажа и междувитковая емкость катушки контура.

Поскольку в детекторе радиолокационного приемника сопро­ тивление нагрузки Ru выбирают небольшой величины (чаще всего 3—10 ком), то его входное сопротивление сравнительно мало. По­ этому контур L K C K в приведенных выше схемах заметно шунти­ руется и его добротность значительно ухудшается за счет влия­ ния детектора.

Входное сопротивление диодного детектора

радиолокацион­

ного

приемника

может быть найдено по формуле

(2.250,а).

 

Д и о д н ы й д е т е к т о р п р и е м н и к а с в я з и

В

приемнике

связи детектор предназначен для преобразова­

ния модулированного напряжения высокой частоты в напряжение звуковой частоты.

 

а

6

 

 

Рис. 2.152. Схема

диодного детектора приемника связи

и графики

про­

цесса

преобразования модулированного напряжения

высокой

частоты

 

 

в напряжение звуковой частоты

 

 

Наиболее распространенная схема такого детектора

изобра­

жена на

рис. 2.152, а. Это диодный детектор с последовательным

включением сопротивления нагрузки, в схему которого добавлена переходная цепь CuRn. Физические процессы, происходящие в де­ текторе, иллюстрируются рисунком 2.152,6. На верхнем графике изображено напряжение высокой частоты, амплитуда которого из­ меняется по закону звуковой частоты. Это входной сигнал, кото­ рый подлежит детектированию. На этом же графике ломаной ли-

393


имей показан процесс заряда и разряда конденсатора Си . Величи­ на напряжения ип зависит от амплитуды входного сигнала. Если амплитуда входного сигнала возрастает, то заряд конденсатора происходит более интенсивно и напряжение на нем растет. Если же амплитуда входного сигнала уменьшается, то и напряжение на конденсаторе уменьшается. Поэтому форма напряжения иа со­

ответствует огибающей

высокочастотного сигнала,

действующего

на контуре

LKCK.

 

напряжение ин без

На среднем

графике

рис. 2.152,6 показано

учета высокочастотных пульсаций, которые в

реальных условиях

малы. Из данного графика видно, что на нагрузке

детектора при-

'*

If

 

Рис 2.153. Графическое изображение процессов

при диодном детектировании

 

амплитудно-модулированных

колебаний

емника связи получается пульсирующее напряжение звуковой ча­ стоты. При помощи переходной цепи CnRu происходит выделение переменной составляющей этого напряжения. Оно подается на

вход усилителя низкой частоты.

 

 

 

 

Более

полное

пояснение физических процессов представлено

на рис. 2.153, где показаны

детектируемое

напряжение

(левый

график),

напряжение на аноде диода, анодный ток диода

и вы­

ходное напряжение. Из графика анодного

тока

видно,

что его

среднее

значение

(постоянная

составляющая) с

течением

вре­

мени изменяется по закону звуковой частоты. Поэтому на нагруз­ ке /?н создается напряжение звуковой частоты. Что же касается

высокочастотных

гармоник

анодного тока, то для них

конденса­

тор С н

имеет очень малое

сопротивление, и поэтому напряжение

высокой частоты

на конденсаторе СЕ ничтожно мало.

 

Из

вышеизложенного следует, что конденсатор Сн

должен

иметь

емкость порядка десятков или сотен пикофарад.

Практиче­

ски в

приемниках

связи обычно встречаются следующие величи-

394


ны: С„ = 50—200

пф; /?ц = 0,5—2 Мом; С п = 0,01—0,1

мкф; /?„ =

= 0,5—2 Мом.

 

 

Коэффициентом передачи напряжения детектора приемника

связи называется

отношение амплитуды выходного

напряжения

звуковой частоты к амплитуде огибающей входного модулирован­

ного напряжения высокой

частоты:

 

 

где UrnQ

—амплитуда

выходного

напряжения

низкой

частоты;

Uma

— амплитуда

входного

напряжения несущей

частоты;

т — коэффициент

глубины модуляции

входного напря­

 

жения.

 

 

 

 

 

Обычно в приемнике

связи Ли = 0,7—0,9. Входное

сопротивле­

ние диодного детектора в приемнике связи определяется по фор­ муле (2.250).

Большим достоинством диодного детектора является малая степень нелинейных искажений при условии, что амплитуда де­

тектируемого сигнала достаточно велика. Это хорошо

видно из

рис. 2.153. Анодная характеристика диода правее точки

а почти

линейна, и поэтому между постоянной составляющей

анодного

тока диода и огибающей входного сигнала имеется линейная за­ висимость. Это означает, что форма напряжения на нагрузке де­ тектора соответствует форме огибающей детектируемого напря­ жения.

Нелинейные искажения в диодном детекторе отсутствуют, если минимальная амплитуда высокочастотного модулированного вход­ ного напряжения превышает 2—3 в.

Д и о д н ы й д е т е к т о р с п а р а л л е л ь н ы м в к л ю ч е н и е м с о п р о т и в л е н и я . н а г р у з к и

Схема диодного детектора с параллельным включением сопро­

тивления нагрузки приведена на рис. 2.147,6. В этой схеме

диод

и резистор Rn

включены

параллельно.

почти

Физические

процессы,

происходящие в этом детекторе,

не отличаются от процессов в детекторе с последовательным вклю­ чением, нагрузки. Отличие состоит только в том, что конденсатор Сн разряжается не только через сопротивление нагрузки, но и через контур.

Из схемы детектора видно, что напряжение на аноде диода одновременно является и выходным напряжением. Это означает, что на выходе детектора действует не только напряжение звуко­ вой частоты, но и напряжение высокой частоты (средний график рис. 2.153). Поэтому для использования данной схемы в качестве основного детектора приемника необходимо разделить высокоча­ стотные и низкочастотные составляющие, для чего необходимы в детекторном каскаде дополнительные элементы (например, дрос­ сель высокой частоты). Однако усложнять схему основного детек-

395'