Вопрос 1. Амплитудные детекторы непрерывных сигналов

При практической реализации простейшего АД по схеме на рисунке1.1,а возникают трудности выбора конденсатора С и резистора на­грузки R_H, обеспечивающих достаточно большое входное сопротив­ление детектора и требуемые искажения, обусловленные шунтиру­ющим действием входных цепей УЗЧ. Шунтирующее действие входных цепей УЗЧ можно уменьшить, увеличив входное сопротив­ление УЗЧ, например включением на входе УЗЧ эмиттерного пов­торителя на полевом транзисторе или других схем, имеющих боль­шое входное сопротивление. Одним из способов уменьшения шун­тирующего действия входного сопротивления УЗЧ на детектор яв­ляется разделение нагрузки детектора на две части (рисунок1.13). В этой схеме входная цепь УЗЧ шунтирует только резисторR2, являющийся частью нагрузки детектора. Поэтому эквивалентное сопротивление нагрузки равно . Соп­ротивление резистора R2 обычно выбирается в несколько раз меньше входного сопротивления первого за детектором каскада УЗЧ. Коэффициент передачи в схеме на рисунке1.13 будет меньше, чем в обычной схеме детектора: .

Работа детекторов на биполярных транзисторах основана на нелинейности характеристик транзисторов. В зависимости от мес­та включения нагрузки принято различать коллекторные, эмиттерные и базовые детекторы.

Схема коллекторного детектора представлена на рисунке1.14,а. Его детекторная характеристика нелинейна почти на всем своем протяжении (рисунок1.14,б). Поэтому коллекторный детектор имеет большие нелинейные искажения и может работать только в огра­ниченном диапазоне входных напряжений. Для детектирования ма­лых сигналов на базу транзистора необходимо подавать началь­ное напряжение смещения, создаваемое делителем R1R2.Емкост­ное сопротивление конденсатора С2 на нижней части модулиру­ющего сигнала должно быть на порядок меньше сопротивления коллекторного резистора R_K.

Рисунок1.1 –Схема амплитудного детекто­ра с разделенной нагрузкой

Вхо­дное сопротивление коллекторно­го детектора мало, поэтому при­меняют неполное включение детектора в контур УПЧ. Достоинствам такого детектора является возможность одновременного с детектированием усиления сигнала, т. е. получения К_д>1.

Рисунок 2.14 – Схема коллекторного детектора (а) и его детекторная характеристика (б)

Схема эмиттерного детектора представлена на рис. 1.15. Вход­ное сопротивление эмиттерного детектора, выполненного по схе­ме с общим коллектором, значительно больше, чем коллекторного детектора, а выходное сопротивление значительно меньше. Это позволяет использовать полное включение контура УПЧ в схему детектора и упрощает согласование детектора с УЗЧ. Эмиттерный детектор может работать в более широком диапазоне изменения входных напряжений, чем коллекторный, и не боится перегрузок. Коэффициент передачи эмиттерного детектора всегда меньше единицы.

В базовом детекторе резистор нагрузки для токов модулирую­щей частоты включено в цепь базы транзистора. Схема базового детектора не отличается от схемы коллекторного детектора. Для включения нагрузки в цепь базы необходимо уменьшить емкость С/, чтобы ее сопротивление току верхних модулирующих частот было равно или даже больше сопротивленияR2,но по-прежнему было бы незначительным для токов высокой частоты. В этом слу­чае низкочастотная составляющая базового тока на сопротивле­ние R2создаст падение напряжения, которое будет управлять током коллектора по закону модулирующего сигнала. Базовый детектор имеет хорошую линейность детекторной характеристики в режиме больших сигналов.

Еще более линейная амплитудная характеристика получается, в коллекторно-эмиттерном детекторе (рисунок 1.16).

Емкость конденсатора С_э выбирается из тех же соображений, что и емкость конденсатора С1 в схеме базового детектора. Токи модулирующих частот создают на резисторе падение напряже­ния, являющееся для рассматриваемой схемы напряжением обрат­ной отрицательной связи (ООС), которое немного уменьшает ко­эффициент передачи, но значительно улучшает линейность ампли­тудной характеристики. Токи высокой частоты, замыкаясь через малое сопротивление емкости С_э, не создают эффекта ООС.