Детекторы радиосигналов. Виды детекторов и основные характеристики амплитудных детекторов, страница 4

.                                                                                         (5.20)

Углом отсечки q определяются все основные параметры детектора.

Емкость С_н выбирают так, чтобы детектирование происходило без частотных искажений. В этом случае, если U_m=U_m0(1+mcosWt), напряжение на выходе согласно (5.14) можно найти как U_н=U_m0cosq(1+mcosWt). Амплитуда переменной слагающей выходного напряжения U_W=mU_m0cosq.

Следовательно, коэффициент передачи детектора (см. § 5.1)

.                                                                       (5.21)

Амплитуду первой гармоники входного тока найдем, представив (5.16) рядом Фурье:

                     (5.22)

Отсюда входная проводимость детектора

                                (5.23)

При малых q, используя разложение sina»a-a³/6 и учитывая (5.19), из (5.23) получим

                                                                                             (5.24)

При малых q (cosq»l) соотношение (5.24) можно получить ис­ходя из того, что практически вся мощность сигнала, подводимая к детектору, выделяется на сопротивлении нагрузки (P_вx»P_н), поэтому

                                                                                (5.25)

Согласно (5.14) ; при  U_н»U_m и (5.25) при­водит к (5.24)

У параллельного диодного детектора (рисунок 5.2,б) входная про­водимость равна сумме проводимостей нагрузки и диода (5.23) и (5.24):

                                                                   (5.26)

т. е. больше, чем у последовательного детектора.

При использовании германиевых диодов не всегда можно пре­небречь обратным током. Его влияние приводит к появлению у ди­ода конечной обратной проводимости 1/R_обр=S_обр (рисунок 5.10), которая изменяет эквивалентное сопротивление нагрузки и вход­ную проводимость. Эквивалентная нагрузка по постоянному току такого детектора

                                                                   (5.27)

При  

                              Рисунок 5.10                                Рисунок 5.11

Входную проводимость найдем при cosq»l исходя из равен­ства мощностей на входе и выходе детектора P_вx»Р_н+P_обр;

                                                          (5.28)

При cosq»1 U_н»U_m, поэтому из (5.28) с учетом (5.27)

                                     (5.29)

Обратная проводимость диода увеличивает входную проводимость детектора. При  

5.5 Искажения при диодном детектировании сильных сигналов

Как отмечалось, детекторная характеристика при сильных сиг­налах близка к линейной. Искажения малы, если амплитуда сиг­нала не падает ниже некоторого значения U'_m, обычно U'_m=0,05...0,1 В, следовательно, чтобы не было нелинейных искаже­ний, обусловленных уменьшением амплитуды входного сигнала при больших коэффициентах амплитудной модуляции, требуется выполнить условие U_m0(1—m)³U'_m или U_mo³U'_m(1—т)^-1. Например, при т=0,9 амплитуда несущей U_m0 должна превышать 0,5...1 В. Однако нелинейные искажения могут возникнуть и при сильных сигналах вследствие инерционности нагрузки детектора и различия сопротивлений нагрузки постоянному и переменному току.

Влияние инерционности нагрузки поясняется рисунком 5.11. При по­ложительной полуволне входного напряжения диод открывается и конденсатор С_н заряжается через его малое сопротивление (рисунок 5.2,а). Напряжение на конденсаторе быстро нарастает, приводя к запиранию диода. После этого происходит разряд С_н через R_н. Постоянная времени разряда С_нR_н велика, и напряжение убыва­ет медленнее, чем оно нарастало. До момента времени t₁ напря­жение на нагрузке воспроизводит форму огибающей входного сиг­нала. Если постоянная времени разряда слишком велика, то с момента t₁ (точка A) амплитуда входного сигнала уменьшится, а напряжение U_н не успевает отслеживать это уменьшение огибаю­щей, т. е. возникают искажения. На интервале от t₁ до t₂ проис­ходит разряд С_н по закону