Усилители промежуточной частоты (УПЧ). Детектирование амплитудно-модулированных сигналов. Параллельный диодный детектор, страница 4

В связи с шунтированием детектором источника входного сигнала существенное значение имеет входное сопротивление детектора. Под Rвх следует понимать такое эквивалентное сопротивление, которое, будучи подключенное к источнику сигнала, потребляет ту же мощность, что и детектор. Ток диода представляется суммой прямой и обратной составляющей, он описывается периодической функцией и его можно разложить в ряд Фурье.

 iд=Iдо+Im1cost+Im2cos2t

Мощность, потребляемая от источника сигнала,  детектором определяется составляющей тока и его первой гармоникой.

Рн=

В этом случае  Rвх=Uвх/Im² и при отсутствии начального смещения  Rвх=0,5Rн. Зависимость Rвх от Rн обусловлена тем, что источник сигнала шунтируется самим диодом, который открыт часть периода напряжения сигнала. С ростом Rн возрастает падение напряжения на нем, уменьшая угол отсечки и время открытого состояния диода, что приводит к увеличению Rвх и к уменьшению тем самым шунтирования.

Параллельный диодный детектор.

Принцип работы параллельного детектора аналогичен последовательному, однако, при определении Rвх необходимо учитывать, что первая гармоника входного тока в данной схеме протекает как через диод, так и через резистор нагрузки Rн. В этом случае Rвх параллельного

детектора будет меньше, чем у последовательного Rвх пар, что определяет его большее шунтирование сигнала. Помимо продетектированного напряжения на выходе детектора может быть переменное напряжение с частотой сигнала. Для выделения полезного сигнала в этом случае ставиться фильтр.

Параллельное детектирование целесообразно использовать в тех случаях, когда на входе кроме полезного сигнала имеется постоянное напряжение (коллекторное питание предыдущего каскада).

Реальная характеристика диода, а значит и характеристика детектора отлична от прямолинейной, особенно на начальном её участке. Если минимальное напряжение сигнала на входе детектора меньше напряжения, определяющего нелинейный участок характеристики, то коэфициент передачи детектора будет зависеть от значения Uвх. При этом форма продетектированного сигнала будет отличаться от формы огибающей входного сигнала. Искажений из-за нелинейности ВАХ диода будут незначительны, если

Uвх мин=Uн(1-m)Uнел., т.е. Uн³

Ранее было отмечено, что выходное напряжение детектора создаётся в результате серии зарядов и разрядов конденсатора нагрузки Сн. Однако, при большом значении tр=СнRн, напряжение на Сн в интервале между двумя колебаниями высокочастотного напряжения изменяется медлено чем амплитуда Uвх. Это приводит к дополнительным не линейным искажениям. Для уменьшения этих искажений необходимо выполнить условие

tр

 т.е. постоянная времени разряда должно быть тем меньше, чем больше высшая частота модуляции F и коэфициент модуляции m.

Если fн>>F или wн>>W, то при правильно выбранной величине tр., выходное напряжение детектора повторяет огибающую Uвх.

Детектор амплитудно-модулированного сигнала связан с последовательным каскадом (усилителем напряжения) разделительной цепью СрRвх., которая устраняет постоянную

составляющую Uвых детектора. Постоянная времени разделительной цепи tр=СрRвх достаточно велика и больше периода модулирующего колебания ТW.Разделительный конденсатор заряжается до напряжения Uдо и тем самым становиться источником постоянного напряжения. При уменьшении Uвх за счет модуляции до Uвх мин, напряжение на Rн не уменьшается до этой величины, т.к. практически образует внешнее напряжение смещения не позволяющее уменьшиться напряжению и искажающее тем самым выходное напряжение детектора.

Uсм= 

В этом случае необходимо, чтобы  Uвх мин³Uдо или Uн(1-m), или

(1-m)³.

С учетом того, что Rн и m задаются, для уменьшения влияния этой цепочки, надо выбирать значение Rвх.

Rвх=mRн/(Rн+Rвх)

Возможно использование схемы с разделительной нагрузкой, когда Rн=Rн1+Rн2

Напряжение смещения создается на резисторе Rн2  за счет разряда разделительного конденсатора Ср, но величина его будет меньше. Однако деление нагрузки приведет к уменьшению коэффициента передачи детектора, т.е. продетектированное напряжение снимается с части нагрузки. Так как  конденсатор фильтрации Cн состоит из двух частей Cн1 и Cн2 улучшается фильтрация промежуточной частоты.