Характеристика детектирования (ХД) – это зависимость постоянной состовляющей тока НЭ от модулируемого параметра входного сигнала.

Рисунок 4.46. Характеристика детектирования

Т.е. ХД:

- для АМ:

- для ЧМ:

- для ФМ:

 

Различаются 2 режима детектирования в зависимости от того, на какую часть (область) приходится огибающая:

1) квадратичное детектирование ( В);

2) линейное детектирование (при больших В).

4.16. Квадратичный детектор

Апроксимируем ВАХ диода квадратичным полиномом:

 

Т.к. операция детектирования нелинейная, то и можно не учитывать, тогда

 

 

Подаем на детектор модулированный сигнал:

 

 

а b c

 

Подставим (4.5) в (4.4) и получим :

 

 

Составляющих , , не будет, поскольку это высокие частоты, и мы их отфильтровываем ФНЧ.

В результате подстановки и преобразования получим НЧ составляющие:

 

 

В квадратичном детекторе кроме полезного продукта есть вредная состовляющая . Это приводит к искажению сигнала на выходе детектора по отношению к модулирующему. Колличественной мерой искажений является коэффициент нелинейных искажений:

 

 

При % % – это очень большие нелинейные искажения. В реальной аппаратуре они составлят доли процента.

Применение квадратичного детектора

Из-за высоких искажений квадратичный детектор для детектирования АМ сигналов не применяется; его применяют в следующих случаях:

 

1) при детектировании АМ с ;

2) для детектирования сигналов дискретной АМ;

Рисунок 4.47. а) сигнал на входе детектора;

б) сигнал на выходе детектора

3) для детектирования ОБП;

4) для детектирования биений (сигналов с близкими частотами).

Рисунок 4.48. Вид сигнала на выходе квадратичного детектора ( )

 

и – близкие, т.е. кГц.

 

Продукты преобразования при детектировании

 

1)

 

Для получения обязательно необходима несущая на приеме. Таким образом, при балансной модуляции и ОБП несущее колебание на приеме должно быть восстановлено.

 

2)

 

Определяется взаимодействием боковых (вредные составляющие плохо подавляются ФНЧ, т.к. близки к ).

 

3) Суммарные частоты → ВЧ состовляющие.

 

– отфильтровываются (подавляются) ФНЧ.

 

Линейный детектор

Для больших сигналов с большой амплитудной ВАХ диода аппроксимируется отрезками прямых:

 

Рисунок 4.49. Линейная аппроксимация ВАХ

– тангенс угла наклона,

– крутизна вольтамперной характеристики [мА/В].

 

Два режима линейного детектирования:

1) детектор класса «В»: ;

2) детектор класса «С»: .

Детектор класса «В»

Рисунок 4.50. а) сигнал на входе детектора;

б) форма тока, протекающего через диод;

в) сигнал на выходе детектора

 

– Коэффициент Берга.

 

 

Недостатки:

Коэффициент передачи детектора:

 

для детектрора класса «В»:

 

 

т.е. – низкий коэффициент передачи.

Рисунок 4.51. Принципиальная схема детектора класса «В»

– сопротивление диода в прямом направлении.

Детектор класса «С»

 

Рисунок 4.52. Принципиальная схема детектора класса «С»

Емкость заряжается через диод во время импульсов и не успевает разрядиться между импульсами. Напряжение на емкости является смещением для диода (автоматическим). Детектор класса «С» может работать в режиме выпрямления и в режиме детектирования.

Рисунок 4.53. Работа детектора класса «С» в режиме выпрямления

 

Работа детектора класса «С» в режиме детектирования (схема детектора аналогична рис. 4.52) показана на рис. 4.54.

Рисунок 4.54. Работа детектора класса «С» в режиме детектирования

, .

Если , то ;

Если , то .

Требования к параметрам RC -фильтра; их влияние на искажения

Рисунок 4.55. Работа детектора при разных значениях емкости фильтра ( )

Величина выбирается из условия, что бы напряжение на ней отслеживало изменение огибающей.

Детектор на транзисторе

Рисунок 4.55. Принципиальная схема детектора класса «С» на транзисторе

 

Непосредственное детектирование в базовой цепи, усиление – в коллекторной цепи.

5. Угловая модуляция (частотная и фазовая)