Усилители промежуточной частоты (УПЧ). Детектирование амплитудно-модулированных сигналов. Параллельный диодный детектор, страница 3

Ø  Входное сопротивление, которое носит комплексный характер Zвх=, и определяется как отношение амплитуды высокочастотного напряжения к первой гармоники входного тока. Активная составляющая этого сопротивления шунтирует выходной контур предыдущего каскада, влияя на его избирательные и усилительные свойства, а реактивная расстраивает контур этого каскада.

Ø  Коэффициент фильтрации высокочастотного напряжения    Кф=.  прохождение этого напряжения на вход следующего каскада может привести к самовозбуждению приёмника за счет паразитной обратной связи с каскадами усиления промежуточной частоты через общий источник питания.

В любой реальной схеме детектора, качественные показатели зависят от амплитуды входного сигнала, и в этой связи существует её оптимальное значение, которое надо учитывать при проектировании. В этой связи основным видом детектора следует считать амплитудный, который имеет не только самостоятельное значение как детектор АМ – сигналов, но и входит в состав других детекторов.

Детектирование амплитудно-модулированных сигналов.

Этот процесс может осуществляться как с помощью нелинейных элементов, так и с помощью линейных с переменными параметрами (синхронное детектирование). Детектор на  основе нелинейного элемента может быть представлен в виде нелинейного четырехполюстника с нагрузкой.

Детектируемое напряжение Uвх=Umо(1+mcost)cost. При отсутствии нелинейных искажений в детекторе на его выходе будет  Uвых=Umcost. Таким образом, в результате детектирования происходит перенос спектра полезного сигнала в низкочастотную область.

Предположим, что нелинейный элемент детектора обладает следующий ВАХ.

При воздействии на вход детектора амплетудно-моделированных колебаний, его выходной ток представляет собой высокочастотные импульсы с огибающей. Спектр входного тока включает в себя составляющие несущей частоты и её гармоники, постоянную составляющую  и

составляющие частоты модуляции. Усредненное по периоду высокой частоты, значение тока нелинейного элемента изменяется по закону модуляции. Значит для выделения сигнала, изменяющегося по закону передаваемого сообщения  достаточно провести усреднение выходного тока, или напряжения.

Процесс усреднения входного напряжения детектора, осуществляется с помощью нагрузки в виде RC цепочки. Постоянная времени этой цепочки выбирается из условия  То<<tRC<<Т, где То- период модулируемого высокого напряжения, Т- период модулирующего низкого напряжения. Выполнение этого неравенства делает этот детектор безинерционным, а значит, и обеспечивать минимум искажений огибающей.

В зависимости от включения нелинейного элемента относительно нагрузки схемы детекторов подразделяются на последовательные и параллельные. Рассмотрим принцип работы детектора на примере последовательной схемы.

Временная трактовка принципа работы детектора заключается в следующем. На вход детектора подается гармоническое напряжение с медленно меняющейся амплитудой. Uвх=U_с   coswсT.

При положительной фазе напряжения диод открывается и конденсатор нагрузки начинает заряжаться. Постоянная времени заряда Сн определяется ёмкостью конденсатора и малым внутренним сопротивлением диода tз=СнRi . По мере заряда конденсатора напряжение на выходе растет  и в момент t, диод заряжается, так как Uвых >Uвх и конденсатор начинает разряжаться через резистор нагрузки. Постоянная времени разрядаtр=СнRн значительно больше постоянной времени заряда tр>>tз, так как  Rн >Riд, и разряд происходит медленнее. В момент времени t₂ диод вновь открывается и конденсатор начинает подзаряжаться. В результате серии зарядов и разрядов на выходе детектора создается продетектированное напряжение Uвых, пульсирующее с частотой сигнала. Однако  с учетом того, что tр значительно больше периода высокочастотного сигнала уровень пульсаций Uвых мал.