Коэффициент передачи детектора.

Коэффициентом передачи детектора при подаче на его вход гармонического немодулированного сигнала называется отношение постоянного напряжения на нагрузке детектора к амплитуде входного сигнала. Для линейного диодного детектора коэффициент передачи равен

. (11)

 

При подаче на вход линейного детектора АМ -колебания с каким-либо законом изменения постоянная составляющая тока , а следовательно, и выходное напряжение, будут меняться по тому же закону (см. рис.6), т.е. детектирование будет происходит без искажений. (При этом следует помнить, что линейный детектор является устройством нелинейным, работающим с отсечкой тока.)

Коэффициент передачи детектора в режиме детектирования АМ -колебаний обычно равен К_д.

Для того чтобы детектирование происходило без искажений, постоянная времени цепи разряда конденсатора С должна быть существенно меньше периода самой высокой частоты модулирующего колебания. В то же время емкость С не должна быть слишком малой, т.к. в этом случае конденсатор будет слишком разряжаться в промежутках между импульсами, что уменьшает выходной сигнал.

 

Квадратичный детектор.

Для малых амплитуд входного сигнала характеристику диода можно аппроксимировать полиномом второй степени

. (12)

 

Полагаем сопротивление R малым.

Тогда u_д» и

.

Постоянная составляющая тока, равная = , под действием входного сигнала получит приращение

. (13)

Эта зависимость является характеристикой детектирования. Она имеет квадратичный характер, и потому диодный детектор колебаний малой амплитуды называется квадратичным детектором.

При квадратичном детектировании могут возникнуть большие нелинейные искажения.

Амплитудно-модулированное колебание можно рассматривать как почти гармоническое с медленно меняющейся амплитудой

. (14)

Из-за нелинейности характеристики детектирования изменение амплитуды входного сигнала вызывает непропорциональное изменение постоянной составляющей тока детектора, поэтому низкочастотные колебания на выходе детектора искажаются по сравнению с огибающей АМ -колебания. Подставляя (14) в (13), получаем

. (15)

 

В спектре тока, а значит, и выходного напряжения детектора имеются две низкочастотные составляющие: частоты W передаваемого сигнала с амплитудой и ее второй гармоники с амплитудой . Искажения при квадратичном детектировании можно характеризовать коэффициентом гармоник, величина которого пропорциональна m:

, (16)

величина которого пропорциональна коэффициенту модуляции.

 

Наличие сильных искажений (при m =100% К_г = 25%) является недостатком квадратичного детектора, поэтому он не используется в тех случаях, когда требуется неискаженно воспроизведение передаваемой информации, например, в радиовещании, телевидении. Однако квадратичное детектирование часто применяется, когда требуется получить выходное напряжение, пропорциональное мощности входного сигнала (например, в измерительной технике). Оно используется также при детектирования радиоимпульсов с прямоугольной огибающей; в этом случае искажения не возникают, т.к. ток также имеет прямоугольную форму.

Как отмечалось, диодные детекторы обычно бывают квадратичными при амплитудах входных сигналов U £ 0.1¼0.2 В и линейными при U ³ 0.5¼1 В. Чтобы избежать искажений, следует принимаемый АМ -сигнал усилить до детектирования настолько, чтобы его амплитуда была достаточно большой.

Амплитудный детектор может быть также построен на транзисторах или на лампах. В транзисторных детекторах детектирование происходит за счет нелинейности коллекторно-базовой характеристики. В ламповых детекторах – за счет нелинейности входной (сеточной) характеристики или анодно-сеточной характеристики.

 

Следует отметить, что детектирование АМ -сигнала невозможно без несущей частоты, т.к. при воздействии на нелинейный элемент колебаний без несущей комбинационное колебание частоты W не возникает. Для детектирования колебаний без несущей (балансная АМ, АМ с одной боковой частотой) необходимо восстановить несущее колебание в приемном устройстве. Это осуществляется при помощи местного генератора, который управляется (синхронизируется) пилотсигналом.

/ 8.1(1), 8.1(3), 8.2(1)8.2(4) /

 

Контрольные вопросы

1. Детектирование.

2. Два элемента в обобщенной схеме детектора.

3. В качестве какого элемента в детекторах используется полупроводниковый диод?

4. Что называется коэффициентом передачи детектора?

5. Что называется квадратичным детектором?