4.Основные характеристики и параметры амплитудного детектора.

• Детекторная характеристика представляет собой зависимость постоянной составляющей U₌ выходного напряжения от изменения амплитуды U_с немодулированного сигнала u_c(t)U_ccos(ω_ct). Уровень нелинейных искажений, имеющих место при детектировании, определяется видом детекторной характеристики. По детекторной характеристике можно определить диапазон изменения амплитуды u_a(t) модулированного сигнала (1), при котором нелинейные искажения модулирующего сообщения x(t) не будут превышать определенного предела.

• Крутизна детекторной характеристики определяется как производная:

.

Крутизна детекторной характеристики является безразмерной величиной и по аналогии с показателями любого усилительного узла характеризует передаточные свойства детектора.

• Коэффициент нелинейных искажений является численной мерой нелинейных искажений модулирующего сообщения x(t) при гармонической модуляции с частотой   2F:

,

где U_n – амплитуда колебания с частотой n на выходе амплитудного детектора.

• Коэффициент передачи амплитудного детектора определяется при гармонической модуляции с частотой  отношением:

,

где U_ – амплитуда колебания с частотой  на выходе амплитудного детектора.

• Частотная характеристика является зависимостью коэффициента передачи амплитудного детектора от частоты модуляции k_f().

• Коэффициент фильтрации амплитудного детектора задается отношением:

где U_ – амплитуда первой гармоники высокочастотного колебания на выходе амплитудного детектора.

5. В частотном детекторе выделяется низкочастотная модулирующая частота из частотно-модулированного сигнала.

В состав любого детектора входит нелинейный элемент для образования спектральных компонент, соответствующих модулирующей частоте, и линейный фильтр, для выделения компонент, соответствующих спектру модулирующих частот, и устранения компонент, соответствующих спектру несущего колебания и его гармоник. Таким образом, функциональная схема детектора может быть представлена в виде последовательно соединенных нелинейного элемента и фильтра нижних частот. В качестве нелинейных элементов используют полупроводниковые диоды, а также биполярные и полевые транзисторы. Роль фильтра, как правило, выполняет цепь, состоящая из резистора и шунтирующей его емкости. В настоящее время элементы детектора чаще реализуют в одной микросхеме.

Свойства детекторов принято характеризовать следующими показателями:

1. Коэффициент передачи для немодулированного сигнала

и для модулированного сигнала

где   - прирост постоянного напряжения на нагрузке R по сравнению с напряжением покоя  , вызванного приложением к входу детектора немодулированного колебания с амплитудой  ;   - амплитуда выходного напряжения модуляционной частоты  ;   - амплитуда изменения огибающей входного модулированного сигнала.

2. Входное сопротивление

.

Реактивная составляющая входного сопротивления обычно является емкостной, она легко находится из схем детектора и компенсируется настройкой входного контура. Поэтому аналитически обычно рассчитывается активное входное сопротивление детектора

Здесь   - амплитуда первой гармоники входного тока детектора.

3. Выходное сопротивление детектора, обычно также рассчитывается активная составляющая сопротивления

4. Частотные и фазовые искажения огибающей характеризуются, как и для усилителей, значениями нижней и верхней граничных частот и отклонениями фазовой характеристики от касательной к ней в точке   =   на граничных частотах.

5. Нелинейные искажения оцениваются по величине коэффициента нелинейных искажений

где   - мощности гармонических составляющих частот модуляции;

- мощность выходного сигнала на частоте модуляции.

6. Коэффициент подавления несущего колебания

где   - амплитуда несущего колебания на выходе детектора.

Величина коэффициента подавления зависит от схемы детектора, параметров фильтра, вида и режима работы нелинейного элемента.

6.Детекторная характеристика коллекторного и коллекторно-эмиттерного детекторов имеет весьма резкий перегиб при некотором значении амплитуды детектируемого сигнала. При больших амплитудах детектор переходит в режим ограничения и его уровень нелинейных искажений резко возрастает. Поэтому входное напряжение этих типов детекторов для обеспечения малого уровня нелинейных искажений должно иметь ограничение как снизу, так и сверху. Так, для коллекторных детекторов амплитуда входных сигналов должна быть в пределах от 0 07 до 0 4 в, а для коллекторно-эмиттерных - от 0 05 до 0 6 в.

7.Коэффициент передачи детектора Kt - отношение величины первой гармоники напряжения НЧ сигнала на выходе к напряжению ВЧ ( ПЧ) входного сигнала МС; регламентируется для заданных значений: несущей частоты, модулирую-ш ей частоты ( обычно 400 Гц) и коэффициента модуляции ( обычно 30 или 80 %) входного сигнала и сопротивления выходной нагрузки.

Коэффициент передачи детектора близок к единице.

8.Детектирование модулированного радиосигнала заключается в выделении низкочастотного сигнала, который в неявной форме содержится в высокочастотном колебании. Различают амплитудное, частотное, и фазовое детектирование. Детектирование сопровождается трансформацией (преобразованием) частотного спектра: на входе высокочастотное колебание, на выходе - низкочастотное, соответствующее передаваемому сообщению. Следовательно, детектирование требует применения нелинейного элемента, в токе которого возникает низкочастотный сигнал, и фильтра низких частот, выделяющего его.

Амплитудный детектор (АД) предназначен для получения на выходе сигнала, пропорционального огибающей. Пусть на входе детектора действует сигнал

 .

На выходе АД сигнал должен иметь вид

 ,

где   - коэффициент передачи детектора в полосе частот огибающей.

Чтобы коэффициент передачи детектора не зависел от времени, т.е. осуществлялось бы линейное преобразование огибающей, угол отсечки желательно выбрать вблизи 90° . Тогда огибающая импульсов тока будет равна

 .

Мгновенное значение импульсов выходного тока при   можно представить в виде

Если полоса частот фильтра ограничена частотой   , где  - максимальная частота модулирующей функции АМ-колебания, то на выходе детектора напряжение будет равно

,

где  - сопротивление ФНЧ в полосе пропускания. Коэффициент передачи детектора в этом случае равен:

 .