Амплитудные детекторы

Рассмотрим процесс детектирования простейшего, однотонального АМ-сигнала. На вход детектора АМ-сигнала (АМ-детектора) подается высо­кочастотное модулированное колебание вида:

, (7)

где .

Выходное же напряжение детектора должно быть низкочастотным , пропорциональным (копией) передаваемому сообщению. Эф­фективность работы амплитудного детектора оценивают коэффициентом пере­дачи (коэффициентом детектирования), представляющим собой отношение амплитуды выходного низкочастотного напряжения к амплитуде огибающей входного модулированного сигнала:

. (8)

В зависимости от амплитуды АМ-сигнала и степени нелинейности харак­теристики детекторного элемента возможны два режима детектирования: ли­нейный (режим больших амплитуд с кусочно-линейной аппроксимацией ха­рактеристики) и квадратичный (работа при малых амплитудах на участке ха­рактеристики, описываемой полиномом второй степени).

Линейный диодный детектор. При линейном режиме работы детектора ам­плитуды сигналов на входе и выходе связаны прямо пропорциональной зависимостью. На рисунке 7, представлена схема так называемого последовательного диодного детектора, у которого диод включен последовательно с низкочастотным -фильтром.

Чтобы цепь реальной нагрузки любого детектора эффективно отфильтро­вывала полезный модулирующий сигнал и подавляла паразитные высо­кочастотные составляющие, необходимо выполнение двух неравенств:

; . (9)

Еще одно непременное условие хорошей работы детектора − сопротивле­ние нагрузки должно быть значительно больше сопротивления диода в его прямой проводимости, что всегда выполняется на практике.

Рисунок 7 − Схема последовательного диодного детектора

Для упрощения анализа и расчетов схемы положим, что на вход детектора подается достаточно большое немодулированное гармоническое напряжение, при котором ВАХ диода можно аппроксимировать отрезками двух прямых линий (рисунок 8). Как следует из этого рисунка, амплитуды входного и вы­ходного напряжений связаны простым соотношением: . В этом случае коэффициент передачи детектора

. (10)

Постоянная составляющая тока амплитудного детектора . Поэтому среднее значение выходного на­пряжения

. (11)

Рисунок 9 -
Диаграммы тока и напряжения в линейном детекторе

Формула для расчета коэффициента детектирования имеет вид:

. (12)

В практических схе­мах высокочастотное модулированное колебание, подаваемое на АМ-детектор, снимается с резонансного усилителя промежуточной частоты при­емника. При этом контур УПЧ шунтируется низким входным сопротивлени­ем детектора, что приводит к уменьшению его добротности и расширению полосы пропускания усилителя (ухудшению избирательности).

Величина входного сопротивления последовательного детекто­ра AM-сигнала имеет вид:

. (13)

Принцип действия последовательного линейного детектора можно распро­странить на любые типы амплитудных детекторов, имеющих НЭ с односто­ронней (вентильной) проводимостью.

Дата добавления: 2015-07-08