8. Двухтактные детекторы

Двухтактный детектор.В качестве управляющих элемен­тов в детекторе (рис. 8.32) используют два транзистора. Противо­фазные сигналы управления отрицательной полярности подаются на базы транзисторов. Когда один транзистор закрыт отрицательным импульсом, в базе другого — нулевой потенциал и транзистор от­крыт. С помощью транзисторов осуществляется прерывание вход­ного сигнала. Сигнал с эмиттеров транзисторов подается на ОУ. С помощью резисторовR5 иR7 устанавливается необходимый коэф­фициент усиления (K=10). Подбором резисторовR6 иR8 вырав­нивают амплитуды сигналов, которые проходят на выход ОУ. Детектор работает на частотах до сотен килогерц.

Рис. 8.32

Детектор на полевых транзисторах.Детектор (рис. 8.33) состоит из двух ключей и ОУ. В качестве ключей применены полевые тран­зисторы, позволяющие коммутировать сигналы низкого уровня. Минимальный входной сигнал равен 10 мВ, управляющий сигнал подается на затворы полевых транзисторов, сигнал положительной полярности на неинвертирующий вход ОУ, а отрицательная поляр­ность входного сигнала — на инвертирующий вход усилителя. В ре­зультате на выходе ОУ формируется сигнал положительной по­лярности. Регулировка коэффициента усиления осуществляется резисторомR3. Входное сопротивление детектора более 40 кОм, а выходное менее 200 Ом. Граничная частота входного сигнала 20 кГц. Погрешность преобразования менее 0,5%.

Синхронные фильтр и детектор.В состав синхронного детекто­ра (рис. 8.34) входит синхронный фильтр, построенный на элемен­тахR1, С1, С2 и управляемый транзисторами микросхемыDA1.

Рис. 8.33 Рис. 8.34

Эти транзисторы поочередно открываются импульсным напряжением с амплитудой 2 В. Операционный усилитель детектирует сигналы фильтра, в результате чего на выходе появляется постоянная состав­ляющая. Коэффициент передачи схемы равен 20, температурный дрейф 0,1%/град. Постоянная времени приблизительно 1,5 с. Мак­симальная амплитуда входного сигнала ±0,5 В. Температурный дрейф нуля 20 — 50 мкВ/град.

Высокочастотный синхронный детектор. В синхронном детекто­ре (рис. 8.35) перемножающим элементом является микросхемаDA1. Интегральная микросхемаDA2 преобразует парафазный сиг­нал перемножителя в однофазный. При этом значительно ослабля­ются синфазные помехи, которые могут быть в цепях питания. На нулевой выходной потенциал схема настраивается с помощью по­тенциометраR12.

Синхронный детектор работает на частоте 30 МГц. Исследуе­мый сигнал с частотой модуляции 2 — 20 МГц и амплитудой 150 мкВ — 250 мВ подается на Вход 1. Опорный сигнал с ампли­тудой 0,1 В подается наВход 2. Максимальная амплитуда выход­ного сигнала равна 0,3 В. Нелинейность частотной характеристики менее 3%, а нелинейность амплитудной характеристики 2%. Верх­няя граничная частота модуляции входного сигнала определяется полосой пропускания ОУDA2. На выходе этого усилителя включе­ны два фильтра, которые ослабляют составляющие с частотами 30 и 60 МГц более чем на 60 дБ. Эти составляющие появляются в ре­зультате перемножения входного и опорного сигналов в интеграль­ной микросхемеDA1.

Для устранения возбуждения микросхемы DA2 необходимо включить между контактами2 и4 конденсатор емкостью 16 пФ и между контактами2 и12 — резистор сопротивлением 100 Ом и конденсатор емкостью 56 пФ.

Детектор на перемножителе.Основой синхронного детектора (рис. 8.36) является микросхемаDA3. НаВход 2 детектора по­дается преобразуемый сигнал, а наВход 1 — опорный сигнал. Для линеаризации рабочей характеристики детектора опорный сигнал, проходит на микросхемуDA3 через логарифмический каскад. Этот каскад построен по дифференциальной схеме наDA2 с диодной нагрузкой в коллекторах(DA1). Такое включение позволяет создать режим работы микросхемыDA3 по постоянному току, обеспечивая хорошую температурную стабилизацию и высокий коэффициент по­давления опорного сигнала на выходе микросхемыDA3. Амплитуда опорного сигнала равна 0,5 В. Балансировка перемножителя по по­стоянному току осуществляется потенциометрамиJR3 иR13. Когда опорный сигнал равен нулю, то с помощью резистораКЗ добивают­ся максимального подавления преобразуемого сигнала. С помощью резистораR13 добиваются максимального подавления опорного сигнала при нулевом сигнале наВходе 1. Выходной парафазный сигнал перемножителя подается на микросхемуDA4, которая до­полнительно усиливает его в 10 раз, что позволяет существенно ослабить влияние синфазной помехи в цепи питания и уменьшить дрейф нуля.

Рис. 8.35

Рис. 8.36

Детектор работает в диапазоне частот от 20 Гц до 2 МГц. Неравномерность коэффициента передачи в этом диапазоне менее 3%. Амплитуда преобразуемого сигнала меняется от 0,2 мВ до 0,5 В при точности преобразования 1%. При увеличении амплитуды сигнала до 1 В точность преобразования снижается до 3%.