- •7. Детекторы
- •7.1.Общие сведения
- •7.2. Амплитудные детекторы
- •7.2.1 Диодные детекторы ам.
- •7.2.2 Эквивалентная схема ад
- •7.2.3 Режим слабого сигнала
- •7.2.4 Режим сильного сигнала
- •7.2.5 Нелинейные искажения
- •7.2.6 Транзисторные детекторы
- •7.2.7 Синхронный ам детектор
- •7.3. Фазовые детекторы
- •7.4. Частотные детекторы
7. Детекторы
7.1.Общие сведения
Детектирование является обязательным процессом в РПУ, подобно модуляции в передатчике. Так, если модуляция в передатчике применяется для получения модулированных колебаний высокой частоты, то детектирование в РПУ служит для преобразования принятых колебаний высокой частоты в колебания низкой частоты, воспроизводящие исходный сигнал.
Детектором (Д) называется устройство, преобразующее модулированное колебание высокой частоты (радиочастоты для РПУ прямого усиления и синхродина и промежуточной частоты для супергетеродина и инфрадина) в напряжение или ток, изменяющиеся по закону модуляции радиосигнала.
Зависимость выходного напряжения или тока детектора от значения модулируемого параметра называется детекторной характеристикой. Важно отметить, что детекторные характеристики по току и по напряжению не имеют различий по форме, поскольку напряжение и ток в нагрузке детектора отличаются только постоянным множителем.
В соответствии с видом модуляции входных сигналов различают амплитудные, частотные и фазовые детекторы. В соответствии с видом дискретных сообщений также в зависимости от вида модуляции применяются время-импульсные детекторы для демодуляции ЧИМ, ШИМ, ФИМ и т.п. сигналов, а также детекторы цифровых видов модуляции. Отдельную группу составляют синхронные детекторы, часто выполняющие одновременно с детектированием функции избирательных устройств (в синхродине). Однако в любом случае детектор обязательно включает элемент с нелинейной ВАХ или с изменяющимися во времени параметрами.
Эффективность детектора как преобразователя оценивается крутизной детекторной характеристики. Для амплитудного детектора крутизна детекторной характеристики является безразмерной величиной и поэтому иногда называется коэффициентом усиления детектора:
, (7.1)
где - приращение напряжения на нагрузке детектора; -приращение амплитуды входного сигнала, m – глубина АМ модуляции, Umc –амплитуда несущего колебания.
Крутизна детекторной характеристики частотного детектора (ЧД) определяется отношением
, (7.2)
а крутизна детекторной характеристики фазового детектора (ФД)– отношением
, (7.3)
где и - приращение частоты и фазы входного сигнала, вызывающих приращение напряжения . Крутизна детекторной характеристики частотного детектора имеет размерность вольт/герц, а детекторной характеристики фазового детектора - вольт/градус (вольт/радиан).
Эффективность подавления сигналов высокой частоты в детекторе оценивается коэффициентом фильтрации
, (7.4)
где - амплитуда напряжения высокой частоты на входе детектора; - амплитуда напряжения высокой частоты на выходе детектора.
7.2. Амплитудные детекторы
Амплитудные детекторы (АД) преобразуют амплитудно-модулированные колебания высокой либо промежуточной частоты в напряжение или ток, пропорциональные огибающей входного высокочастотного сигнала.
Структурная схема АД представлена на рис.7.1. АД содержит источник модулированного высокочастотного колебания, полосовой фильтр, блок преобразования модулированного высокочастотного колебания в низкочастотный сигнал, фильтр нижних частот.
Рис.7.1
Амплитудное детектирование может быть осуществлено с помощью нелинейных элементов, либо линейных, но с периодически меняющимися параметрами. В связи с этим по типу преобразующего элемента различают:
- диодные детекторы,
- транзисторные детекторы,
- ламповые детекторы,
- синхронные детекторы.