3.7 Детектор

План выполнения работы по этапу:

-Выбор схемы детектора и его обоснование

-Расчет и подбор элементов детектора c учетом варианта задания

-Измерение частотных характеристик детектора

-Анализ нелинейных искажений с применением функции Distortion Analysis

-Анализ спектра внутренних шумов с применением функции Noise Analysis

-Статистический анализ влияния производственных допусков элементов детектора на АЧХ с применением функции Monte Carlo

-Измерение коэффициента фильтрации

Выбор схемы детектора и его обоснование

Детектор – каскад радиоприемника, в котором осуществляется преобразование (детектирование) входных модулированных колебаний в колебания модулирующего сигнала. В зависимости от вида модуляции в приемнике осуществляется амплитудное, частотное или фазовое детектирование.

Детекторы широко используются в приемниках различного назначения, в средствах автоматической регулировки усиления и автоматической подстройки частоты гетеродинов и других электронных устройствах. Для детектирования применяются транзисторы (биполярные, полевые) и полупроводниковые диоды.

Электрические свойства детектора оцениваются следующими качественными показателями:

-формой детекторной характеристики;

-коэффициентами передачи напряжения, гармоник, частотных искажений и фильтрации;

-входным сопротивлением.

Мне необходим частотный детектор. Для реализации частотного детектора я выбираю схему с одиночным расстроенным контуром, так как эта схема наиболее проста и не требует использования трансформаторов (что значительно уменьшит габариты и стоимость всего приемника). Схема для исследования представлена на рисунке 3.7.1

Рисунок 3.7.1 Схема частотного детектора

Расчет и подбор элементов детектора c учетом варианта задания

Частотный детектор должен быть так, что моя несущая частота 15,5 МГц, была на линейном участке АЧХ. Экспериментально я подобрал номиналы элементов схемы.

L = 6мкГн

C = 15 пФ

Сf = 5пФ

R1=R2= 10 кОм

Измерение частотных характеристик детектора

Частотные характеристики частотного детектора представлены на рисунках 3.7.2 и 3.7.3

Рисунок 3.7.2 АЧХ детектора

Рисунок 3.7.3 ФЧХ детектора

Как видно из рисунков, линейная часть характеристики детектора лежит в области 15,5 МГц. Такая характеристика позволит детектировать сигнал без искажений.

Анализ нелинейных искажений с применением функции Distortion Analysis

В этом пункте я должен посмотреть, присутствуют ли нелинейные искажения в детекторе. Результаты представлены на рисунке 3.7.4

Рисунок 3.7.4 Анализ нелинейных искажений

Как видно из рисунка, нелинейные искажения отсутствуют.

Анализ спектра внутренних шумов с применением функции Noise Analysis

Результаты приведены в таблице 3.7.1 Внутренние шумы незначительны и не повлияют на работу устройства.

Таблица 3.7.1

Статистический анализ влияния производственных допусков элементов детектора на АЧХ с применением функции Monte Carlo

В этом пункте я проведу анализ влияния производственных допусков на АЧХ детектора. Я взял допуски в 5%. Результаты представлены на рисунках 3.7.5, 3.7.6 и таблице 3.7.2

Рисунок 3.7.5 Влияние допусков на АЧХ

Рисунок 3.7.6 Влияние допусков на ФЧХ

Таблица 3.7.2

Измерение коэффициента фильтрации

В этом разделе я проведу измерение коэффициента фильтрации.

Коэффициент фильтрации – это отношение напряжения высокой частоты на выходе к напряжению той же частоты на входе.

Значение К_ф должно быть минимальным. Достаточным считается К_ф  0,01

Результат моделирования приведен на рисунке 3.7.7.

Рисунок 3.7.7 Входной и выходной сигнал детектора

Таким образом, данная схема отвечает заданным параметрам.

Выводы по разделу:

В данном разделе мною был разработан детектор. Разработанный детектор обладает всеми необходимыми параметрами для стабильной работы: устойчивостью, стабильностью работы. Кроме того данная схема обеспечивает очень низкий коэффициент фильтрации.

Заключение

В результате проведённых расчётов и моделирования радиоприёмного устройства супергетеродинного типа был разработан приёмник сигнала УКВ диапазона частот 120 – 145 МГц.

Использован необходимый вид модуляции и частотный диапазон.

В данной курсовой работе приведены смоделированные элементы радиоприёмного устройства: их схемы, расчёт параметров, проанализирована устойчивость работы в разных температурных условиях. В схеме предусмотрена подстройка частоты, с помощью изменяемых ёмкостей.

Выбор элементов устройства объясняется такими принципами, как:

-простота реализации элемента, его габариты, стоимость;

-широким спектром применения рассматриваемого элемента;

-удовлетворение необходимым параметрам и характеристикам, заданным в соответствующем варианте задания.

Практически каждый из моделированных элементов удовлетворяет всем необходимым требованиям по пропускной способности, сохранения своих параметров в пределах изменения температуры, использовать необходимый вид модуляции и частотный диапазон.

Кроме того, были получены навыки использования программы Multisim, которая позволяет производить моделирование схем, проводить нужные расчеты.

Список используемой литературы

1. Н.Н. Буга Радиоприемные устройства. Радио и связь, 1986

2. Румянцев К.Е. Приём и обработка сигналов. -М.: Академия, 2004

3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и её применение. –М.: Солон-Р, 2003.

4. Конспект лекций по курсу “Теория электрической связи”, 6 семестр.

5. Internet.

6. Теоретические материалы по курсовой работе.

55