Детекторы радиосигналов. Виды детекторов и основные характеристики амплитудных детекторов, страница 12

схемы на рисунке 5.22. Напряжение U₁ здесь играет роль опорного и приложено к диодам синфазно. Оно снимается с первого контура через раз­делительный конденсатор С_р. Напряжение U₂ приложено к диодам противофазно. На каждом из диодов напряжение равно геометри­ческой сумме напряжений первого контура и половины напряже­ния второго  и  (рисунок 5.37). Напря­жение на выходе определяется разностью выпрямленных напря­жений . При отсутствии модуляции  (рис. 5.36,а), U_вых=0. Изменение частоты вызыва­ет изменение сдвига фаз между U₁ и U₂ и соответствующее изме­нение напряжений U_Д1 и U_Д2 (рисунок 5.36, б и в). Значение и поляр­ность выходного напряжения зависят от значения и направления изменения частоты входного сигнала. Детекторная характеристи­ка аналогична показанной на рисунке 5.31.

Для анализа представим детектор эквивалентной схемой (рисунок 5.37), где выход транзистора VT₁ заменен генератором тока Y₂₁U_вхс эквивалентной проводимостью .

Рисунок 5.37

Емкость С₂₂учи­тывается настройкой первого контура, резистивная проводимость G₂₂ влияет на эквивалентное затухание контура. Трансформиру­ем параметры генератора тока ко всему контуру и перейдем к схе­ме с генератором ЭДС (рисунок 5.38).

      Рисунок 5.38

Здесь  , где . Составим уравнения Кирхгофа для связанных контуров: , , и решим их относительно токов

   .           (5.53)

Здесь

                                                    (5.54)

— сопротивление контуров.

Найдем напряжения на диодах:

                        (5.55)

Параметры контуров полагаем одинаковыми (C₁»C₂=C, L₁»L₂=L, ), как это обычно и делается на практике; кроме того, вблизи резонанса w_о/w»1. Подставляя (5.53) и (5.54) в (5.55) и учитывая значение E₁, получаем

         

Переходя к модулям U_Д1 и U_Д2 после простых преобразований, най­дем напряжение на выходе

                                    (5.56)

где

ψ

                                    (5.57)

Здесь x=y/d; b=k/d.

Зависимость y(x) является нормированной характеристикой детектора. Она симметрична относительно начала координат. Пра­вая часть семейства характеристик y(x) изображена на рисунке 5.39. Наиболее близка к линейной детекторная характеристика в ее средней части при b=0,5...2.

         Рисунок 5.39

Рассмотренные частотные детекторы требуют предварительно­го амплитудного ограничения сигнала. Можно видоизменить детектор со связанными контурами (рисунок 5.35) так, чтобы он приоб­рел дополнительные свойства ог­раничителя. Для этого меняется полярность одного из диодов, ре­зисторы нагрузки R₁,R₂, шунти­руются конденсатором большой емкости С_о, продетектированное напряжение снимается между средними точками соединения C₁, С₂ и R₁, R₂ (рисунок 5.40). Напряже­ния на диодах по-прежнему опре­деляются векторными диаграмма­ми на рисунке 5.36. Постоянная сос­тавляющая тока обоих диодов протекает в неразветвленной цепи VД₁, L₂, VД₂, R₁, R₂, создавая падение напряжения на R₁, R₂. Благодаря большой постоянной времени цепи R₁, R₂, С_о напряже­ние U_о с большой инерционностью сохраняется равным среднему значению сигнала. Поэтому при изменении амплитуды входного сигнала меняются углы отсечки токов (5.14), а следовательно, и входные сопротивления диодных детекторов. Амплитудная моду­ляция подавляется так же, как в ограничителе на рисунке 5.17, вслед­ствие различного шунтирования контуров детектора в зависимо­сти от амплитуды сигнала. Так, при увеличении амплитуды cosq уменьшается, угол отсечки тока каждого диода увеличивается, входные сопротивления диодных детекторов уменьшаются и силь­нее шунтируют контуры преобразователя вида модуляции. При уменьшении амплитуды контуры слабее шунтируются входными сопротивлениями диодных детекторов. Для предотвращения воз­можной в данном случае перекомпенсации амплитудных измене­ний обычно включают небольшие сопротивления (показаны на рисунке 5.40 штриховыми линиями), не зашунтированные большой ем­костью С_о.