Детектирование слабых сигналов. Диодное детектирование радиоимпульсов. Виды частотных детекторов, страница 2

qуст» 

В конечном итоге изменяется постоянная составляющаяIдо. и амплитуда первой гармоникиI1m. В свою очередь изменение тока приведет к изменению входного сопротивления детектора. В начальный момент приq=90⁰ Rвх»2Riдо, значит с учетом малостиRiд    Rвх<<Rэ.

Малая величинаRвхв этот момент сильно шунтирует контур предыдущего каскада. В установившемся режимеRвх»0,5Rни слабо шунтирует контур. Значит, в процессе установления напряжения на детекторе имеет место переменное шунтирование контура входным сопротивлением детектора из-за чего напряжение на контуре не имеет прямоугольной огибающей.

При детектировании радиоимпульсов имеют место два переходных процесса, приводящие к искажению импульсов. Искажается фронт продетектированного напряжения и изменяется срез этого импульса после окончания радиоимпульса. При этом срез импульса значительно больше чем фронт. Это объясняется тем, что фронт формируется в процессе заряда с малой постоянной времени.Формирование среза импульса осуществляется в процессе разряда через достаточно большое сопротивление нагрузки.

Принято считать, что время спада это интервал, в течение которого напряжение детектора уменьшается от 0,9Uустдо 0,1 при этомtсп»2,3RнCн. Считается допустимым еслиtсп£0,25sн.

Для уменьшения искажений надо уменьшать постоянную времени нагрузки sн=sр=CнRн. Уменьшение Rн приведет к уменьшению Rвх и росту шунтирования источника сигнала при уменьшении коэффициента передачи детектора. При требуемом значении sн стремятся уменьшать Cн, однако при этом эта емкость не должна быть соизмерима с емкостью диода. Реально считатьCн³(9¸10)Cд

Пиковый детектор

Предназначен для детектирования импульсов постоянного тока, когда его выходное напряжение пропорционально пиковому напряжению видеоимпульсов. В простейшем случае это можно осуществить с помощью цепочки линейного RC фильтра нижних частот, когда напряжение на выходе фильтра Uвых=, где Q=– скважность. При этом коэффициент передачи фильтра  Kд=. При высокой скважности коэффициент передачи мал, поэтому этот способ детектирования возможен при Q<10. При высокой скважности применяют пиковый диодный детектор, схема которого аналогична диодному детектору А.М. сигналов. С учетом того, что в основном пиковый детектор подключается к видеоусилителю с резисторной нагрузкой целесообразно использовать параллельную схему.

Детектирование частотно-модулированных сигналов

Частотное детектирование осуществляется с помощью устройств, включающих в себя линейные и безынерционные нелинейные системы. Структурная схема однотактного частотного детектора представляется следующим образом:  

   АО – амплитудный ограничитель

Пр – преобразователь ЧМ колебаний

  Д – детектор

 Амплитудный ограничитель служит для устранения паразитной модуляции ЧМ - колебаний. Преобразователь может преобразовать ЧМ – колебания в следующие виды:

1. В амплитудно – частотно – модулированное, когда амплитуда колебания изменяется соответствии с изменениям его частоты.

2. В фазочастотное колебание с последующим фазовым детектированием.

3. В импульсные сигналы с переменной скважностью с последующим детектированием импульсным детектор, на выходе которого напряжение будет пропорционально делительности импульсов. Структурная схема двухтактного (балансного) детектора может быть представлена в следующем   виде.                                                   

Uвх

Uвых
                    

Схема включает в себя два детектора преобразованного напряжения и цепь вычитания. В этой схеме     характеристика детектирования более линейна, т.к. компенсируются четные  гармоники. Характеристика детектирования происходит через нулевое значение, поэтому напряжение на выходе соответствует знаку отклонения угловой частоты wвх от несущего значения wн, что дает возможность использовать балансные ЧД в цепях АПЧ.

                              Виды частотных детекторов

Детектирование с преобразованием девиации частоты в изменение амплитуды. В данном случае ЧМ – колебания преобразуется в АМ – колебания с помощью расстроенных относительно несущей частоты резонансных цепей с последующим детектированием. Однотактный детектор можно представить в следующем виде

Преобразование ЧМ – колебаний в данной схеме осуществляется, в резонансном LC контуре, используя для этого наклонный участок его АЧХ, на котором зависимость напряжения от частоты близка к линейной. В этом случае возникает сопутствующая модуляция, при которой закон изменения частоты преобразуется в изменение амплитуды напряжения.

Характеристика детектирования Uвых=j(f)будет близка по форме к АЧХ линейной цепи (резонансной характеристике контура).