МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІКТА
Кафедра ЗІ
/
Звіт
До лабораторної роботи №4
ДОСЛІДЖЕННЯ ДІОДНОГО АМПЛІТУДНОГО ДЕТЕКТОРА
з курсу "Засоби прийому та обробки інформації в системах технічного захисту інформації"
Львів 2014
Мета роботи – ознайомитися з принципом роботи діодного амплітудного детектора (АД) послідовного типу на основі реально використовуваної принципової схеми, дослідити основні характеристики АД та вплив на них параметрів схеми за допомогою програмного середовища Micro-Cap.
ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Амплітудним детектором (АД) називають пристрій, призначений для отримання на виході напруги, що змінюється відповідно до закону модуляції амплітуди вихідного гармонійного сигналу.
Розглянемо амплітудно-модульований сигнал:
, (1)
де
– модулююча функція, ,
– коефіцієнт амплітудної модуляції, або глибина модуляції,
, – амплітуда та частота несучого коливання.
/
Рис. 1. Амплітудний діодний детектор
/
Рис. 2. Напруга на виході детектора та струм через діод
2. Основні характеристики і параметри амплітудного детектора
Детекторна характеристика є залежністю постійної складової вихідної напруги від зміни амплітуди Uс немодульованого сигналу (3).
За припущення лінійності ВАХ діода, вище було показано, що ця залежність є лінійною (8). Однак, реальна детекторна характеристика є нелінійною, особливо для малих амплітуд сигналу (рис. 3).
Нелінійність детекторної характеристики, в цілому, зумовлена, як нелінійністю ВАХ діода, так і іншими факторами.
/
Рис. 3. Детекторна характеристика
Крутизна детекторної характеристики визначається як похідна:
.
Коефіцієнт нелінійних спотворень є чисельною мірою нелінійних спотворень модулюючого повідомлення f (t) при гармонійній модуляції з частотою ( ( 2(F:
,
де Uk( – амплітуда коливання з частотою k( на виході амплітудного детектора.
Коефіцієнт передачі амплітудного детектора визначається при гармонійній модуляції з частотою ( відношенням :
, (15)
де U( – амплітуда коливання з частотою ( на виході амплітудного детектора.Залежність цього коефіцієнта від частоти модуляції називають частотною характеристикою детектора k( (().
Коефіцієнт фільтрації амплітудного детектора задається відношенням:
(16)
де U( – амплітуда першої гармоніки високочастотного коливання на виході амплітудного детектора.
РЕЗУЛЬТАТИ ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Дослідження АЧХ резонансного підсилювача
Резонансна крива амплітудного діодного детектора(при вкл. АД )
/
Резонансна крива амплітудного діодного детектора(при викл. АД )
/
Опір навантаження детектора
Коефіцієнт підсилення
Смуга пропускання
Еквівалентна добротність
АД вкл.
АД вимк.
АД вкл.
АД вимк.
АД вкл.
АД вимк.
1 кОм.
200,83
202,668
11,398 кГц.
11,86 кГц.
40,8
53,2
5 кОм.
200,83
202,668
11,398 кГц.
11,86 кГц.
40,8
53,2
Побудова детекторної характеристики
Напруга на навантаженні детектора
/
Детекторна характеристика(при опорів навантаження детектора 5 кОм.)
/
Детекторна характеристика(при опорів навантаження детектора 1 кОм.)
/
3. Дослідження роботи детектора для немодульованого вхідного сигналу
/
4.Дослідження роботи детектора для однотонального модульованого вхідного сигналу
4.1Напруга на вході детектора, струм через діод, та напруга на навантаженні.
/
4.2 Дослідження спектральних характеристик та розрахунок коефіцієнта нелінійних спотворень
/
R6, кОм
Амплітуда гармонік, мВ.
1
2
3
4
5
5
0,8
116,5
10,3
4,1
1,2
0,3
0,09
1
0,8
39,24
7,12
2,75
0,65
0,56
0,2
5
1
8,35
4,3
1,85
0,667
0,2
0,57
1
1
2,45
1,7
0,95
0,425
0,133
0,82
4.3 Дослідження впливу ємності конденсатора С4 на коефіцієнт фільтрації
при С4=10 нФ.
/
при С4=5 нФ.
/
Висновок: ознайомитився з принципом роботи діодного амплітудного детектора (АД) послідовного типу на основі реально використовуваної принципової схеми, дослідив основні характеристики АД та вплив на них параметрів схеми за допомогою програмного середовища Micro-Cap.