Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 [97] 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

ращения анодного тока при модуляционных изменениях входного сигнала. Выходной сигнал, как "и во всяком квадратичном детекторе, содержит составляющие несущей частоты, частот модуляции, частот, равных их сумме и разности, а также их гармоники.

тора (всегда меньшего единицы), определяется из уравнения (7-235) при условии о>сг?кСк100:


>+еа


Рис. 7-96. Катодный детектор.

+3006

ес=-s.se ь

Рис. 7-95. Схема линейного анодного дегекшра.

7-7д. Катодный детектор. Катодный детектор представляет собой катодный повторитель, работающий с исходным смещением, близким к отсечке. Это смещение обычно создается падением напряжения на катодном сопротивлении, имеющем большую величину. Схема детектора приведена на рис. 7-96. Поскольку исходное смещение близко к напряжению отсечки, анодный ток возрастает во время положительных чолупериодов входного сигнала и обращается в нуль во время отрица тельных полупернодов. В результате средний ток шмпы зависит от амплитуды приложенного сигнала. Постоянная времени RKCK выбирается настолько бсльшой, чтобы напряжение на емкости незначительно изменялось за период сигнала и чтобы детектирование было наиболее эффективным. При наличии сигнала напряжение на Ск увеличивается и лампа остается запертой в течение большей части периода, за исключением моментов времени вблизи пиковых значений приложенного сигнала. Формы тока и напряжения получаются такими же, как в линейном диодном детекторе. Однако ток здесь создается источником анодного питания, а не источником сигнала, как в диодном детекторе. Характеристики выпрямления для катодного детектора могут быть построены так же, как и для диодного детектора. Типичный вид этих характеристик показан на рис. 7-97. Нагрузочные прямые для постоянного и переменного тока проводятся аналогично тому, как это делалось для диодного детектора. Однако поскольку через RK протекает некоторый ток даже при отсутствии входного сигнала, то характеристика выпрямления при ис = 0 не проходит через точку UK = 0; /к = 0. Поэтому в катодном детекторе можно использовать меньшие сопротивления нагрузки для переменного тока, чем в диодном детекторе, не опасаясь ограничения в полупериодах продетектирован-ного сигнала при глубокой модуляции.

Произведение SRK, необходимое для получения заданного коэффициента передачи детек-

cos К,

-У i/*2-i

, (7-235)

где КА - у--коэффициент передачи детек-

тора {KR < 1).

ьаО=

1111*

1 1 /

2,0Щ

I • I

to S

Напряжение на катодном сопротивлении 0„

Рис. 7-97. Характеристики выпрямления катодного детектора. На кривых указано эффективное значение входного напряжения, а.

Коэффициент передачи детектора может быть определен непосредственно по характеристикам выпрямления при условии шскСкЭ: S3 100.

Преимуществами катодного детектора являются очень высокое входное сопротивление, более слабые, чем у анодного детектора, искажения и менее заметное ограничение отрицательных полуволн выходного сигнала, чем у диодного детектора. Недостатками катодного детектора являются малая величина коэффициента передачи (КА *=С 1) и большая, чем у диодного детектора, величина нелинейных искажений

7-7е. Детекторы с полупроводниковыми диодами. Проектирование линейных детекторов с полупроводниковыми диодами аналогично проектированию линейных диодных детекторов. Однако нужно учитывать некоторые особенности полупроводниковых диодов. Преимуществами полупроводниковых диодов являются отсутствие накала (а следовательно, невозможность процикновения фона с нити подогрева), малая величина емкости (порядка 0,5 пф) и гораздо меньшая, чем у вакуумных диодов, величина сопротивления в прямом направлении. Недостатками полупроводниковых диодов являются меньшая, чем у вакуумных диодов, максимальная величина прямого тока, меньшая величина допустимого обратного напря-жения, худшая, чем у вакуумных диодов, линейность прямой части вольт-амперной характеристики и значительное изменение парамет-



Приемники прямого усиления 295

ров с изменением окружающей температуры. Вследствие конечной величины обратного сопротивления полупроводниковых диодов их следует использовать в тех случаях, когда сопротивление нагрузки для постоянного тока значительно меньше обратного сопротивления диода При несоблюдении этого условия эффективность детектирования будет снижаться за счет обратного тока. Характеристики типовых германиевых диодов приведены иа рис. 7-98.

I

Обратное напряжение, 6

5;/ /

-гш -гоо -iso -no so -40

1,0 2,0

Прямае напряжение

/ 1

ШЗЧУ 1

/ 1 / 1

/ 1

/ *№5 Ш55Я

400 3 &

600 е

1000. .

детектор обеспечивает более точнее воспроизведение формы огибающей высокочастотных импульсов в результате того, что в нем выпрямляются обе полуволны подводимого напряжения. Последнее обстоятельство имеет значение для ряда применений, например в радиолокационных системах с селекцией подвижных целей.


Р!. 7-УЬ. Типичные характеристики германиевых дио дов (дноды типа 1 N39; 1 N55; 1N55A).

Рис. 7-99. Двухтактный диодный детекюр.

5. Германиевые полупроводниковые диоды имеют значительно меньшее прямое сопротивление, чем вакуумные диоды, обычно менее 100 ом при 1 в, а также имеют малую собственную емкость, порядка 0,5 пф. Это делает целесообразным использование таких диодов в широкополосных приемниках, в которых необходимо иметь малое сопротивление нагрузки.

6. В видеодетекторах, так же как и в усилителях, можно использовать схемы коррекции, в частности схемы коррекции фронтов импульсов.

Специальный тип полупроводниковых диодов применяется для детектирования очень слабых сигналов в детекторных приемниках с последующим усилением по видеочастоте. Этот тип диодов рассмотрен в § 7-9.

7-7 ж. Детекторы широкополосных и импульсных приемников. При проектировании широкополосных детекторов для импульсного приема нужно учитывать ряд дополнительных факторов:

1. Поскольку сопротивление нагрузки таких детекгоров обычно бывает сравнительно малым (несколько тысяч ом), то для достаточно эффективного детектирования сопротивление диода в прямом направлении должно быть возможно меньшим.

2 Напряжение промежуточной частоты на входе диодного детектора делится емкостным делителем, состоящим из емкости диода и емкости нагрузки. Для передачи наибольшего напряжения промежуточной частоты к диоду собственная емкость диода должна быть значительно меньше емкости нагрузки.

3. Постоянная времени нагрузки видеодетектора определяется допустимым временем спада продетектнрованного импульса. Постоянная времени заряда нагрузки детектора обычно бывает значительно меньше постоянной времени разряда, так как прямое сопротивление диода бывает значительно меньше сопротивления нагрузки.

4. Двухтактный детектор, показанный на рис. 7-99, создает на нагрузке напряжение пульсаций с частотой, в 2 раза выше промежуточной частоты. Это облегчает фильтрацию пульсаций на нагрузке детектора, которая обычно сопровождается ослаблением высших частот видеосигнала. Кроме того, двухтактный

7-8. ПРИЕМНИКИ ПРЯМОГО s

УСИЛЕНИЯ ,

Блок-схема приемника прямого усиления приведена на рис. 7-100. Она состоит из нескольких каскадов усилителей радиочастоты (УРЧ), настроенных на частоту принимаемого сигнала, за которыми следуют детектор и усилитель звуковой или видеочастоты. Число каскадов УРЧ зависит от величины коэффици-

выход J

Рис 7-100 Блок-схема приемника прямого усиления.

1,2 - усилитель РЧ; 3 - детектор (настройка на входе); 4 - усилитель звуковых или видеочастот.

ента усиления, требуемого для того, чтобы наиболее слабый сигнал был усилен до уровня, необходимого для нормальной работы детектора.

Приемник прямого усиления обладает рядом преимуществ и недостатков по сравнению с супергетеродинными приемниками.

Основные преимущества: 1) простота конструкции приемника; 2) отсутствие зеркального приема.



Недостатки: 1) худшая изобразительность; 2) трудность одновременной перестройки нескольких каскадов УРЧ в диапазоне частот.

Схемы усилителей радиочастоты, применяемых в приемниках прямого усиления, аналогичны схемам УРЧ и УПЧ, рассмотренным в § 7-4. Наиболее часто используется схема с трансформаторной связью контура с ненастроенной анодной цепью. Может быть использована также схема со связанными контурами, но трудность одновременной перестройки первичных и вторичных контуров при наличии нескольких каскадов затрудняет применение этой схемы.

Схемы детекторов в приемниках прямого усиления аналогичны рассмотренным в § 7-7. Обычно производится детектирование сильных сигналов, т. е. линейное детектирование. Однако если усиление по радиочастоте невелико, то детектирование может быть квадратичным.

7-9. ДЕТЕКТОРНЫЕ ПРИЕМНИКИ С УСИЛЕНИЕМ ПО ВИДЕОЧАСТОТЕ

нелинейностью при слабых сигналах. Выпрямленный ток кристалла пропорционален квадрату приложенного напряжения. Выпрямленный ток /0, мка, можно представить, в виде:

/„ = BP, (7-236)

где Р - мощность на входе, мквт;

В - постоянная диода, характеризующая токовую чувствительность кристалла, мка j мквт.

Эквивалентная схема выхода полупроводникового детектора приведена на рис. 7-102.


а) б)

Рис. 7-102. Эквивалентные схемы выхода квадратичного детектора с полупроводниковым диодом. а - схема с генератором тока; б - схема с генератором э. д. с.

Блок-схема детекторного приемника с усилением по видеочастоте приведена на рис. 7-101. В таком приемнике нет усиления по радиочастоте до полупроводникового детектора; однако иногда перед детектором включают полосовые фильтры с целью получения требуемой

Выход

Рис. 7-101. Блок-схема детекюрного приемника с полупроводниковым диодом. 1 - преселектор РЧ; 2 - полупроводниковый детектор, 3 - усилитель звуковых или видеочастот

избирательности. Детекторный приемник можно рассматривать как частный случай приемника прямого усиления, в котором нет усилителя радиочастоты. На детектор обычно поступают слабые сигналы и детектирование является квадратичным. Все усиление сигнала осуществляется за детектором в усилителе звуковой или видеочастоты.

Детекторному приемнику с усилением по видеочастоте свойственны следующие особенности: 1) широкая полоса пропускания радиочастот (если не применяется фильтр на входе); 2) отсутствие гетеродина; 3) отсутствие усилителя радиочастоты; 4) худшая чувствительность по сравнению с супергетеродинными приемниками и приемниками прямого усиления; 5) усиление по звуковой или видеочастоте должно быть сравнительно большим; 6) квадратичное детектирование.

Полупроводниковые диоды, применяемые в детекторных приемниках, подобны рассмотренным в § 7-7 е. В качестве полупроводникового материала обычно используется кремний, так как кремниевые диоды обладают большей

Днод можно представить в виде источника э. д. с. £ с внутренним сопротивлением Rt так, что

Е„ = hRi = RiBP. (7-237)

Чувствительность кристаллического детектора и его добротность. Электродвижущая сила шума, создаваемая внутренним сопротивлением диода, при отсутствии постоянного тока через диод определяется выражением

(7-238)

Еш= УAkThfRu

где Д/ - полоса пропускания по видеочастоте.

Протекание постоянного тока через диод увеличивает относительную шумовую температуру диода сд, и она становится больше единицы, как это рассмотрено в § 7-5 г. Характер этой зависимости приведен на рис. 7-63. Отмеченное обстоятельство делает целесообразным применение емкостной связи диода с первым каскадом видеоусилителя, следующим за кристаллом. На сравнительно низких частотах можно считать, что шумы первого усилительного каскада создаются эквивалентным шумовым сопротивлением Rln, включенным последовательно в сеточную цепь лампы (см. § 7-2 з). Общая э. д. с. шумов диода и первой усилительной лампы, пересчитанная в цепь выхода диода, равна:

(7-239)

Esn=V4kTAf(Ri+RIU).

Тогда отношение сигнал/шум на выходе диода будет равно:

Рс Р . RjB

Рш У 4kT\f У Ri + Rm

(7-240)

Множитель RiB/yRi+ R ш зависит только от параметров диода и следующей за ним лампы и называется добротностью диода. При определении добротности диода принято полагать Rm = 1 200 ом.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 [97] 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0093