DE2108709C3 - Amplitude demodulator - Google Patents
Amplitude demodulatorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
- H03D1/08—Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear two-pole elements
- H03D1/10—Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear two-pole elements of diodes
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Amplituden-Demodulator großer Empfindlichkeit.The invention relates to a high sensitivity amplitude demodulator.
Bei den bekannten Anordnungen dieser Art erfolgt die Demodulation eines Signals geeigneter Amplitude in dem geradlinigen Bereich der Diodenkennlinie, weshalb sie gut ist. Dagegen wird die Güte einer Demodulation schlecht, wenn die Diode wegen der kleinen Amplitude der Signale unterhalb des geradlinigen Bereichs ihrer Kennlinie arbeitet Ferner ändert sich das Ausgangssignal des Detektors bei schwachen Signalen merklich in Abhängigkeit von der Temperatur.In the known arrangements of this type, a signal of a suitable amplitude is demodulated in the rectilinear area of the diode characteristic, which is why it is good. On the other hand, the quality of a demodulation bad if the diode is below the rectilinear range of its because of the small amplitude of the signals Characteristic curve works Furthermore, the output signal of the detector changes noticeably in the case of weak signals Dependence on the temperature.
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Amplituden-Demodulators, bei dem diese Nachteile vermieden sind.The aim of the invention is to provide an amplitude demodulator in which these disadvantages are avoided.
Nach der Erfindung ist ein Amplituden-Demodulator mit einem Diodendetektor, dessen Eingang das zu demodulierende Signal zugeführt wird und der im wesentlichen eine auf eine /?C-Schaltung arbeitende Diode enthält, gekennzeichnet durch einen Differenzverstärker, dessen erster Eingang an den Ausgang der Diode der Detektoranordnung angeschlossen ist und der eine Gegenkopplungsschleife aufweist, die zu seinem zweiten Eingang führt und eine zweite Diode enthält, und durch eine Vorspannungsanordnung für die Dioden, die so ausgebildet ist, daß die Dioden beim Fehlen eines Eingangssignals von gleichen Strömen durchflossen sind.According to the invention is an amplitude demodulator with a diode detector, the input of which is too demodulating signal is supplied and the essentially a working on a /? C circuit Contains diode, characterized by a differential amplifier whose first input is connected to the output of the Diode of the detector arrangement is connected and which has a negative feedback loop that leads to its second input leads and contains a second diode, and by a biasing arrangement for the Diodes which are designed in such a way that the diodes have the same currents in the absence of an input signal are flowed through.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing.
Der Demodulator besitzt einen Eingang E an den
Klemmen eines Widerstands R\, wobei eine dieser Klemmen an Masse liegt und die andere mit der Anode
einer Diode D\ verbunden ist, deren Kathode mit der einen Klemme eines Kondensators C und der einen
Klemme eines Widerstands Ri verbunden ist. Die /weite
Klemme des Kondensators C'licgt an Masse. Abgesehen von dem Anschluß der /weiten Klemme des Widerstands
Ri, der später beschrieben wird, bildet die Anordnung Rh Pu Q Rt e'ne klassische Detektoranordnung*
Die Kathode der Diode D\ ist ferner mit dem ersten Eingang e+ eines Differenzverstärkers A verbunden.The demodulator has an input E at the terminals of a resistor R \, one of these terminals being connected to ground and the other being connected to the anode of a diode D \ , the cathode of which is connected to one terminal of a capacitor C and one terminal of a resistor Ri connected is. The / wide terminal of the capacitor C'licgt to ground. 'Apart from the terminal of the / wide terminal of the resistor Ri, which will be described later, constitutes the array Rh Pu Rt Q e ne classical detector array *
The cathode of the diode D \ is also connected to the first input e + of a differential amplifier A.
Der Verstärker A ist im vorliegenden Fall ein Operationsverstärker bekannter Art mit zwei Stromversorgungsklemmen t und 2, die mit Spannungsquellen + Kund — Yverbunden sind, und mit einer Eu-stellan-The amplifier A in the present case is an operational amplifier of a known type with two power supply terminals t and 2, which are connected to voltage sources + Kund - Y , and with an Eu-stellan
in Ordnung, die durch ein Potentiometer 5 gebildet ist, dessen beide Klemmen an zwei Hilfseingänge 3 und 4 des Verstärkers angeschlossen sind. Der Schleifer des Potentiometers ist mit der Spannungsquelle — V verbunden, und seine Verstellung ermöglicht dieOK, which is formed by a potentiometer 5, the two terminals of which are connected to two auxiliary inputs 3 and 4 of the amplifier. The wiper of the potentiometer is connected to the voltage source - V , and its adjustment enables that
Ii Kompensierung eines eventuellen Fehlabgleichs des Verstärkers, so daß es möglich wird, am Ausgang des Verstärkers ein Signal O zu erhalten, wenn die den beiden Haupteingängen e+ und e— zugeführten Signale gleich sind.Ii Compensation for any mismatching of the amplifier, so that it is possible to obtain a signal O at the output of the amplifier if the signals fed to the two main inputs e + and e- are the same.
Der Ausgang S(+) des Verstärkers A ist zugleich der Ausgang des Demodulators. Dieser Ausgang ist mit der ersten Klemme eines Widerstands Äs und mit einem festen Kontakt 7 eines Umschalters K mit drei Stellungen verbunden, dessen beide anderen festen Kontakte 8 und 9 jeweils mit der ersten Klemme eines Widerstands Rt bzw. Rj verbunden sind, deren zweite Klemmen an Masse liegen. Der bewegliche Kontakt 6 des Umschalters K ist einerseits mit der zweiten Klemme des Widerstands R5 und andererseits mit der ersten Klemme eines Widerstands R3 verbunden. Der Widerstand Ri hat den gleichen Wert wie der Widerstand Rt, und seine zweite Klemme ist mit der Anode einer Diode D2 verbunden, die vom gleichen Typ wie die Diode D\ istThe output S ( +) of amplifier A is also the output of the demodulator. This output is connected to the first terminal of a resistor Äs and to a fixed contact 7 of a three-position switch K , the other two fixed contacts 8 and 9 of which are each connected to the first terminal of a resistor Rt and Rj , the second terminals of which are connected Mass lying. The movable contact 6 of the switch K is connected on the one hand to the second terminal of the resistor R 5 and on the other hand to the first terminal of a resistor R3 . The resistor Ri has the same value as the resistor Rt and its second terminal is connected to the anode of a diode D 2 , which is of the same type as the diode D \
η Die Kathode der Diode Di ist mit einem invertierenden Eingang e— des Verstärkers A und mit einer Klemme eines Widerstands Ra verbunden.The cathode of the diode Di is connected to an inverting input e— of the amplifier A and to one terminal of a resistor Ra .
Die Diode Di bildet mit dem Widerstand Ri und der Gruppe der umschaltbaren Widersfände R5, Rb, Ri eine Gegenkopplungsschleife zwischen dem Ausgang des Verstärkers A und seinem Eingang e-; diese Gegenkopplungsschleife ist in der Zeichnung mil B bezeichnetThe diode Di forms with the resistor Ri and the group of switchable contradictions R 5 , Rb, Ri a negative feedback loop between the output of the amplifier A and its input e-; this negative feedback loop is denoted by B in the drawing
Die Widerstände Ri und Ra, deren zweite KlemmenThe resistors Ri and Ra, their second terminals
-π an das negative Potential P gelegt sind, bestimmen in den Dioden D\ und Di zwei Ströme gleichen Wertes. Diese Ströme, die auch dann vorhanden sind, wenn kein Signal an den Eingang E angelegt ist, bewirken eine Verringerung der -SetriebsschWellenspannung der Dio--π are connected to the negative potential P , determine two currents of the same value in the diodes D \ and Di. These currents, which are also present when no signal is applied to input E , cause a reduction in the operating threshold voltage of the di-
M) den D\ und D2. Andererseits wird auf diese Weise den den Eingängen e+ und e— des Verstärkers A zugeführten Signalen durch die Dioden die gleiche Temperaturabhängigkeit erteilt, so daß die Temperaturwirkungen automatisch weitgehend kompensiert sindM) the D \ and D 2 . On the other hand, in this way the signals fed to the inputs e + and e- of the amplifier A are given the same temperature dependence by the diodes, so that the temperature effects are automatically largely compensated for
V) und die Übertragungsfunktion des Demodulators sich nur wenig mit der Temperatur lindert.V) and the transfer function of the demodulator itself relieves only a little with temperature.
Die Anschlußfrchtung der Dioden Di, Di ist in Abhängigkeit von der gewünschten Polarität des Signals am Ausgang S( +) des Verstärkers A gewählt.The connection direction of the diodes Di, Di is selected as a function of the desired polarity of the signal at the output S (+ ) of the amplifier A.
W) Die Dioden D\, D2 werden vom gfeichen Typ gewählt und paarweise aussortiert.W) The diodes D \, D 2 are selected of the same type and sorted out in pairs.
Falls die Dioden D\ und D2 nicht genau die gleiche Schwellcnspannungaufweisen, kann dieser Mangel dadurch korrigiert werden, daß die Stellung desIf the diodes D 1 and D 2 do not have exactly the same threshold voltage, this deficiency can be corrected by changing the position of the
hr) Schleifers des Potentiometers 5 entsprechend verändert
wird, der dann zugleich diesen Mangel und einen möglichen Fchlabgleieh des Verstärkers kompensiert.
Die Spannlingsverstärkung G des Verstärkers hath r ) wiper of the potentiometer 5 is changed accordingly, which then at the same time compensates for this deficiency and a possible Fchlabgleieh of the amplifier.
The clamping part reinforcement G of the amplifier has
den Wert I, wenn sich der Umschalter K in der Stellung 7 befindet, d, h„ wenn der Widerstand Rs kurzgesehlossen ist und die Widerstünde ft und Ri abgetrennt sind. Diese Spannungsverstarkung kann geändert werden. Sie nimmt einen der Wertethe value I when the changeover switch K is in position 7, that is, when the resistor Rs is short-circuited and the resistors ft and Ri are disconnected. This voltage gain can be changed. She takes one of the values
un(J G _ «s + «7 un (J G _ «s +« 7
an, je nachdem ob sich der Umschalter K in der Stellung 8 oder in der Stellung 9 befindet.on, depending on whether the switch K is in position 8 or in position 9.
Bei der Spannungsverstarkung G=I ist die Ausgangsspannung gleich der Spitzenspannung des Eingangssignals, wobei die Demodulationszeitkonstante unter Vernachlässigung der Eingangsströme des Verstärkers gleich dem Produkt C- R2 ist.With the voltage gain G = I, the output voltage is equal to the peak voltage of the input signal, the demodulation time constant, neglecting the input currents of the amplifier, being equal to the product C-R 2 .
Der beschnebene Demodulator arbeitet besonders günstig im Fall von Eingangssignalen mit hoher Frequfnzund kleiner Amplitude.The snow-level demodulator works particularly well in the case of input signals with high Frequency and small amplitude.
Die maximale Frequenz des HF-Eingangssignals ist nicht durch die Güte der verwendeten Dioden D1, D1 beschränktThe maximum frequency of the RF input signal is not limited by the quality of the diodes D 1 , D 1 used
Die Ausgangsimpedanz des Demodulators ist sehr klein.The output impedance of the demodulator is very small.
Eine Schaltung der beschriebenen Art ist mit denA circuit of the type described is with the
ίοίο
r,r,
in folgenden Schalungselementen und Spannungswerten praktisch ausgeführt worden; has been practically implemented in the following formwork elements and stress values;
D ft Silizium-Dioden des Typs S082- 2800, D ft silicon diodes of type S082-2800,
= 50Ω
- 47Okß= 50Ω
- 47Okss
15pF
15 y15pF
15 y
_ „_ "
Dabei sind in der dargestellten Stellung des Schalters K folgende Ergebnisse erzielt worden:The following results have been achieved in the position of switch K shown:
_ die Schwellungsspannung des Detektors liegt bei etwa 5 mV bei 25oC und änden sich etwa um 005mV/°c·_ the surge voltage of the detector is around 5 mV at 25 o C and would change around 005 mV / ° c
- Ji maxlmf Bngangsspannung betragt 12 Volt i>P«zenwert.- The maximum input voltage is 12 volts.
Die beschnebene Ausführungsforv?. läßt verschiedene Abänderungen zu. So kann beispielsweise der Widerstand R\ lür eine H F-Demodulation durch eine Drosselspule mit der Gleichstromimpedanz Null ersetzt werden.The snow-level execution form. allows various changes. For example, the resistor R \ l for H F demodulation can be replaced by a choke coil with zero direct current impedance.
Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
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