Детекторы преобразуют
принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответствующее передаваемому
сообщению. В зависимости от вида модуляции различают амплитудные, частотные и
фазовые детекторы.
Амплитудное детектирование возможно при помощи
нелинейных цепей или синхронных детекторов. Детекторы с нелинейными
элементами
Линейные искажения — амплитудно- и фазочастотные
— обусловлены наличием в детекторе инерционных элементов, главным образом
емкостей. Амплитудно-частотные искажения определяются зависимостью
коэффициента передачи детектора К от
частоты модуляции входного сигнала. Фазочастотные искажения оцениваются по
степени линейности зависимости фазового сдвига выходного напряжения по
отношению к огибающей входного радиосигнала от частоты модуляции.
Коэффициентом передачи детектора называют
отношение амплитуды выходного
напряжения к амплитуде огибающей входного модулированного напряжения
Входная проводимость детектора характеризует
степень его влияния на источник детектируемого сигнала. Входная проводимость -
отношение амплитуды первой гармоники входного тока к амплитуде напряжения несущей частоты
сигнала на входе детектора:
Типы
В качестве нелинейного элемента детектора можно
использовать диод или усилительный прибор (транзистор, интегральный модуль).
Последовательный (а) и параллельный (б)
диодный детектор:
В послед.детекторе под действием входного напряжения через диод протекают
импульсы тока (рисунок 5.3), которые содержат постоянную составляющую Iн и составляющие с
угловыми частотами w, 2w и т. д. Постоянная составляющая создает
напряжение на нагрузке Uн=—IнRн,
высокочастотные составляющие замыкаются через конденсатор Сн, реактивное сопротивление которого для этих частот
очень мало. При AM меняется
амплитуда импульсов тока, а следовательно, их среднее значение и напряжение
на Rн.
В параллельном детекторе на резисторе Rн
помимо выпрямленного напряжения будет и переменное напряжение uвх. Чтобы оно не
проходило в последующие цепи, включают фильтр нижних частот либо снимают
продетектированное напряжение с конденсатора Ср.
Детектор на полевом транзисторе с нагрузкой в
цепи стока (стоковый детектор). Детектирование происходит благодаря нелинейности
проходной характеристики iс=j(uз).
Источником Ез в цепи
затвора создается исходное смещение, при котором транзистор почти заперт. При
подаче на вход сигнала Uвх в стоковой цепи появляются импульсы тока. Выпрямленный ток, медленно
меняющийся с частотой модуляции, создает напряжение на резисторе Rн.
Составляющие тока с угловыми частотами w, 2w и т. д. замыкаются через конденсатор Сн. Такой детектор имеет
большое входное сопротивление.
В случае биполярного транзистора в зависимости от
включения нагрузки различают коллекторный, базовый и эмиттерный детекторы, в
нем детектирование происходит благодаря нелинейности проходной характеристики iк=j(Uбэ).
Широкое применение получили балансные фазовые
детекторы. Балансный детектор представляет соединение небалансных, так что
выходные напряжения образуют разность продетектированных сигналов.
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.
В зависимости от принципа работы различают
частотно-амплитудные, частотно-фазовые и частотно-импульсные детекторы. В
частотно-амплитудных детекторах изменение частоты сигнала преобразуется в
изменение амплитуды с последующим амплитудным детектированием. В
частотно-фазовых детекторах изменение частоты преобразуется в изменение
фазового сдвига между двумя напряжениями с дальнейшим фазовым детектированием.
В частотно-импульсных детекторах ЧМ колебание преобразуется в последовательность
импульсов, частота следования которых пропорциональна отклонению частоты
входного сигнала от среднего значения. Напряжение на выходе, пропорциональное
числу импульсов в единицу времени, можно сформировать при помощи счетчика
импульсов. Такие детекторы называют импульсно-счетными.
Характеристика частотного детектора представляет
собой зависимость выходного напряжения от частоты сигнала при постоянной
амплитуде входного напряжения. Качество детектирования определяется
линейностью рабочего участка характеристики (АБ). Важным параметром детектора является крутизна характеристики
Широко применяется балансный детектор с взаимно
расстроенными контурами:
Балансный детектор со
связанными контурами относится к типу частотно-фазовых. Преобразователем
модуляции является цепь из контуров L1C1
и L2C2, настроенных на среднюю частоту принимаемого
сигнала.
В
интегральном исполнении находят применение частотные детекторы типа в которых преобразователем частотной
модуляции в фазовую служит не колебательный контур, а элемент задержки, фазовый
сдвиг в котором пропорционален частоте.
В
импульсно-счетном частотном детекторе ЧМ сигнал преобразуется в
последовательность импульсов с неизменной амплитудой и длительностью. Частота
следования импульсов зависит от частоты входного сигнала, т. е. ЧМ сигнал
преобразуется в сигнал с время-импульсной модуляцией (ВИМ).