Детектирование колебаний, огибающая которых является непрерывной функцией времени, т.е. сигналов, речи, музыки, телевидения

Детектирование ВЧ-радиоимпульсов с прямоугольной огибающей

Работа амплитудного детектора при подаче на вход АМК

Случай 1. Детектирование слабых сигналов. Следовательно, ВАХ диода будет иметь степенную аппроксимацию 2ой степени. Тогда ток через диод i(t) = i_m(U₀) + a₁e(t) + a₂e(t)², где e(t) – входное АМК.

e(t) = E(t)cos ω₀t (θ₀ = φ = 0).

Рассчитаем ток на выходе детектора. Подставим и получим:

i(t) = i(U₀) + a₁ E(t) cos ω₀t + a₂E(t)²cos²ω₀t = i(U₀) + a₁E(t) cos ω₀t + ½ a₂E²(t) + ½ a₂E²(t) cos 2ω₀t

Составляющие с частотами ω₀ и 2ω₀ отфильтровываются в цепи нагрузки. Таким образом, информация о полезном сигнале будет содержаться в слагаемом:

i_НЧ = ½ a₂E²(t).

Т.к. эта составляющая пропорциональна квадрату амплитуды входного напряжения, то такое детектирование (при малых амплитудах) называется квадратичным. Напряжение на выходе линейно зависит от i_НЧ.

Тот факт, что U_вых пропорционально квадрату входного напряжения E(t) не является препятствием для правильного воспроизведения формы импульсных сигналов. ов.

При наличии импульсов ток через диод отличается от тока покоя на i₀. Напряжение на выходе пропорционально напряжению на его входе.

i_НЧ = ½ a₂ E²(t), E(t) – непрерывная функция времени.

Например, для однотонального АМК E(t):

e(t) = E(t)cos ω_0­t;

E₀[1+MsinΩt] - огибающая для однотонального АМК.

Рассчитаем ток через диод:

i_НЧ = ½ а₂ E₀²[1+MsinΩt]² = (a₂/2) E₀² [1+2MsinΩt + M²sin²Ωt] = (a₂/2) E₀² [1 + 2MsinΩt + M²/2 – (M²/2) cos 2Ωt].

В последнем выражении кроме постоянных составляющих содержаться 2 переменных слагаемых:

1. Полезная (воспроизводящая огибающую входного сигнала): 2MsinΩt

2. Вредная, являющаяся 2ой гармоникой сигнала: (M²/2) cos 2Ωt

k_Г = = (0,5M²)/(2M) = M/4.

Даже при 100%ной модуляции коэффициент гармоник будет равен 25%, а при многотональной модуляции в выходном напряжении наряду с удвоенными гармониками 2Ω₁, 2Ω₂, 2Ω₃ будут ещё наблюдаться комбинационные, что приведёт к существенному искажению выходного сигнала, поэтому применение квадратичного детектирования нецелесообразно в тех случаях, когда требуется неискажённое воспроизведение сигнала (речь, музыка).