Детекторы радиосигналов. Виды детекторов и основные характеристики амплитудных детекторов, страница 9

В некоторых случаях к фазовым детекторам предъявляются вы­сокие требования фильтрации комбинационных частот, отличающихся от w₁-w₂, тогда применяют кольцевые фазовые детекторы (рисунок 5.25). Их можно рассматривать как соединение двух балан­сных детекторов, работающих на общую нагрузку: один образо­ван диодами VД₁ и VД₂, Другой — VД₃ и VД₄. Выходное напря­жение кольцевого детектора при прочих равных условиях почти в 2 раза больше, и благодаря диагональным диодам компенсиру­ются четные гармоники входных сигналов.

           Рисунок 5.25                                     Рисунок 5.26

Коэффициент передачи и входное сопротивление можно увели­чить, использовав вместо диодов усилительные приборы. На рисунке 5.26 приведена схема балансного детектора на полевых транзисто­рах в ключевом режиме. На вход подан сигнал и₁, действующий противофазно на затворы транзисторов. На стоки транзисторов в одинаковой фазе подается опорное напряжение и₂. Оно должно быть достаточно большим, чтобы в один из его полупериодов тран­зистор был открыт. Напряжение на выходе изменяется в зависимо­сти от фазового сдвига между и₁ и и₂ аналогично рисуноку 5.21.

В интегральном исполнении широко применяются детекторы — перемножители, построенные на основе управления крутизной диф­ференциальной транзисторной пары (рисунок 5.27,а). Такой детектор подобен балансному транзисторному преобразователю частоты (рисунок 4.12). Отличие состоит в том, что у фазового детектора вме­сто фильтра, настроенного на промежуточную частоту, нагрузками служат цепи RC, являющиеся фильтрами нижних частот.Надетектор подается сигнал

                                                                    (5.45)

и опорное напряжение гетеродина

.

      Рисунок 5.27

Напряжение сигнала на базы транзисторов VT₁ и VT₂ поступа­ет с противоположными фазами, а напряжение гетеродина синфазно, вызывая одинаковые изменения их крутизны. Поэтому токи комбинационных составляющих i₁ и i₂ взаимно противоположны по фазе: i₁=-i₂=Su₁или с учетом (5.45)

.

Напряжение на выходе создается разностью постоянных сос­тавляющих токов i₁ и i₂, т. е.

,                                                                             (5.46)

где . Формула (5.46) аналогична (5.44).

Перемножитель на рисунке 5.27,а имеет малый динамический ди­апазон уровней входного сигнала и работает только в двух квад­рантах. Большое практическое применение получил двойной ба­лансный перемножитель, построенный на основе трех дифференци­альных транзисторных пар (рисунок 5.27,б). Этот перемножитель пред­ставляет собой соединение двух балансных цепей, работающих на общие нагрузки R. Напряжение сигнала u₁ подано на транзи­сторные пары VT₁, VT₂ и VT₃, VT₄, крутизны характеристики ко­торых меняются под действием опорного напряжения и₂ с помо­щью транзисторов VT₅ и VT₆. На транзисторы каждой пары на­пряжение сигнала подается противофазно, а опорное напряжение— синфазно на оба транзистора одной пары, но противофазно для разных пар. Токи транзисторов определяются генератором посто­янного тока на транзисторе VT₇, напряжение на базе которого стабилизировано цепью из резистора R₁ и транзистора VT₈ в ди­одном включении. Достоинством этого перемножителя является перемножение во всех четырех квадрантах. Реальные устройства содержат каскады перехода от несимметричного включения к сим­метричному и обратно. Выходное напряжение сглаживается филь­тром нижних частот.

     Рисунок 5.28