Модуляторы. Детекторы. Параметрические цепи (16-18 главы учебника "Радиотехнические цепи и сигналы" под ред. К.Е.Румянцева), страница 8

При детектировании АМ-колебания резкое увеличение его ин­тенсивности приводит к снижению угла отсечки θ и, соответ­ственно, к тому, что напряжение на выходе детектора стремится к амплитуде АМ-колебания. Например, при коэффициенте амп­литудной модуляции mам, стремящемся к единице, угол отсечки θ возрастает и, соответственно, возрастает разность напряжений uAM(t)- uвых(t), что приводит к детектированию на начальном нелинейном участке ВАХ диода. В этом случае детектирование ста­новится квадратичным. При большой амплитуде АМ-колебания детектирование близко к линейному, поскольку осуществляется на линейном участке ВАХ диода.

Рис. 17.3. Зависимость напряжения на выходе амплитудного детектора    при различных постоянных времени ФНЧ

 Линейный амплитудный де­тектор можно построить, ис­пользуя, например, биполярный транзистор (рис. 17.4). Подобные детекторы называются коллек­торными.

Рис. 17.4. Линейный амплитуд­ный (коллекторный) детектор на БТ

На рис. 17.5 приведены диаг­раммы проходной характерис­тики транзистора, АМ-колеба­ния, импульса тока коллектора БТ и напряжения на выходе детектора, поясняющие работу коллекторного детектора на биполярном транзисторе. Коллекторный детектор состоит из биполярного транзистора VT, конден­сатора С и резистора R, образующих ФНЧ. Между базой и эмиттером транзистора включается источник напряжения смещения Uсм и источ­ник напряжения  uAM(t) АМ-колеба­ния. Величина напряжения Uсм вы­бирается такой, чтобы рабочая точ­ка транзистора располагалась в на­чале линейного участка проходной характеристики транзистора (см. рис. 17.5, а). В этом случае положитель­ные полуволны АМ-колебания (см. рис. 17.5, б) будут открывать тран­зистор, вызывая появление импульсов коллекторного тока iк тран­зистора (см. рис. 17.5, в). Огибающая импульсов тока по форме напоминает огибающую АМ-колебания.

Рис. 17.5. Диаграммы проходной характеристики БТ (а), входного АМ-колебания (б),

импульса тока коллектора транзистора (в) и напряжения на выходе детектора (г)

Коэффициент детектирования коллекторного детектора

                                                             Kд= 0,318SR.                                               (17.3)

              При большом уровне сигнала на входе детектора проходную характеристику транзистора можно аппроксимировать прямой линией, что говорит о том, что крутизна транзистора Sимеет постоянное значение. В этом случае можно говорить, что и коэф­фициент детектирования (17.3) коллекторного детектора являет­ся постоянной величиной, а сам детектор — линейным устрой­ством.

              Как и для диодного детектора, выбор емкости конденсатора С и сопротивления Rв коллекторном детекторе должен отвечать условиям (17.1) и (17.2).

17.2. Детектирование частотно-манипулированных колебаний

              Частотно-модулированные колебания могут быть получены в соответствии как с непрерывными, так и с дискретными управ­ляющими сигналами. Кроме того, можно получить частотно-манипулированные колебания с одной боковой полосой. Все это требует определенных подходов к построению детекторов частот­но-манипулированных колебаний.

При детектировании манипулированных (дискретных) ЧМ-ко­лебаний можно использовать обычные амплитудные детекторы, построенные на базе полупроводникового диода (см. рис. 17.1) или биполярного транзистора (см. рис. 17.4). На рис. 17.6 приведена струк­турная схема детектора двоичных частотно-манипулированных ко­лебаний, а на рис. 17.7 приведены диаграммы двоичного частотно-манипулированного колебания, радиоимпульсов на выходе ПФ, амплитудных детекторов и выходного сигнала, поясняющие рабо­ту детектора двоичных частотно-манипулированных колебаний.

               Детектор включает два полосовых фильтра ПФ1 и ПФ2 (см. рис. 17.6), на входы которых подается двоичное частотно-манипулированное колебание uчм(t) (см. рис. 17.7, а). В этом колебании ло­гическая единица определяется радиоимпульсом с частотой за-

Рис. 17.6. Структурная схема детектора двоичных частотно-манипулиро­ванных колебаний

Рис. 17.7. Диаграммы двоичного частотно-манипулированого колебания (а), радиоимпульсов на выходе первого (б) и второго (в) ПФ, ампли­тудных детекторов первого (г) и второго (д), выходного сигнала (е) де­тектора

полнения ω1, а логический ноль — радиоимпульсом с частотой заполнения ω2. Соответственно ПФ1 настроен на выделение колеба­ний с частотой ω1, а ПФ2 — с частотой ω2. Таким образом, при появлении на входах полосовых фильтров колебаний частотой ω1 на выходе ПФ1 будут присутствовать радиоимпульсы (см. рис. 17.7, б), которые детектируются амплитудным детектором АД 1 (рис. 17.7, г). В эти моменты времени на выходе ПФ2 сигнал отсутствует. При появлении на входах полосовых фильтров колебаний с частотой ω2 радиоимпульсы будут присутствовать на выходе ПФ2 (см. рис. 17.7, в), которые детектируются амплитудным детектором АД2 (см. рис. 17.7, д). В эти моменты времени на выходе ПФ1 сигнал отсутствует.

С выходов амплитудных детекторов сигналы поступают на вычи­тающее устройство, на выходе которого формируется выходной сиг­нал uвых(t) (см. рис. 17.7, е).

17.3. Детектирование ЧМ-колебаний

При детектировании непрерывных ЧМ-колебаний возникает определенная сложность. В этих колебаниях изменяется только ча­стота в соответствии с модулирующим сигналом, а амплитуда остается постоянной. Детекторы для детектирования ЧМ-колеба­ний можно построить на базе нелинейных резисторов. Использо­вание этих элементов позволяет изменить спектральный состав входного сигнала, из которого и можно выделить низкочастотную составляющую сигнала при детектировании. Однако изменение спектрального состава сигнала связано с изменением интенсив­ности (амплитуды) этого сигнала, но никак не частоты, поэтому напрямую детектировать непрерывные ЧМ-колебания невозмож­но. При детектировании ЧМ-колебаний их можно предваритель­но преобразовать в АМ-колебания, которые в последующем и детектировать, используя амплитудные детекторы.