7. Детекторы

7.1.Общие сведения

Детектирование является обязательным процессом в РПУ, подобно мо­дуляции в передатчике. Так, если модуляция в передатчике применяется для получения модулированных колебаний высокой частоты, то детектиро­вание в РПУ служит для преобразования принятых колебаний высокой частоты в колебания низкой частоты, воспроизводящие исходный сигнал.

Детектором (Д) называется устройство, преобразующее модулированное колебание высокой частоты (радиочастоты для РПУ прямого усиления и синхродина и промежуточной частоты для супергетеродина и инфрадина) в напряжение или ток, изменяющиеся по закону модуляции радиосигнала.

Зависимость выходного напряжения или тока детектора от значения модулируемого параметра называется детекторной характеристикой. Важно отметить, что детекторные характеристики по току и по напряжению не имеют различий по форме, поскольку напряжение и ток в нагрузке детек­тора отличаются только постоянным множителем.

В соответствии с видом модуляции входных сигналов различают ампли­тудные, частотные и фазовые детекторы. В соответствии с видом дискретных сообщений также в зависимости от вида модуляции применяются время-импульсные детекторы для демодуляции ЧИМ, ШИМ, ФИМ и т.п. сигналов, а также детекторы цифровых видов модуляции. Отдельную группу составляют синхронные детекторы, часто выполняющие одновременно с детектировани­ем функции избирательных устройств (в синхродине). Однако в любом случае детектор обязательно включает элемент с нелинейной ВАХ или с изменяющимися во времени параметрами.

Эффективность детектора как преобразователя оценивается крутизной детекторной характеристики. Для амплитуд­ного детектора крутизна детекторной характеристики является безраз­мерной величиной и поэтому иногда называется коэффициентом усиления детектора:

, (7.1)

где - приращение напряжения на нагрузке детектора; -приращение амплитуды входного сигнала, m – глубина АМ модуляции, U_mc –амплитуда несущего колебания.

Крутизна детекторной характеристики частотного детектора (ЧД) опреде­ляется отношением

, (7.2)

а крутизна детекторной характеристики фазового детектора (ФД)– отношением

, (7.3)

где и - приращение частоты и фазы входного сигнала, вызывающих приращение напряжения . Крутизна детекторной характеристи­ки частотного детектора имеет размерность вольт/герц, а детекторной характеристики фазового детектора - вольт/градус (вольт/радиан).

Эффективность подавления сигналов высокой частоты в детекторе оценивается коэффициентом фильтрации

, (7.4)

где - амплитуда напряжения высокой частоты на входе детектора; - амплитуда напряжения высокой частоты на выходе детектора.

7.2. Амплитудные детекторы

Амплитудные детекторы (АД) преобразуют амплитудно-модулированные колебания высокой либо промежуточной частоты в напряжение или ток, пропорциональные огибающей входного высокочастотного сигнала.

Структурная схема АД представлена на рис.7.1. АД содержит источник модулированного высокочастотного колебания, полосовой фильтр, блок преобразования модулированного высокочастотного колебания в низкочастотный сигнал, фильтр нижних частот.

Рис.7.1

Амплитудное детектирование может быть осуществлено с помощью нели­нейных элементов, либо линейных, но с периодически меняющимися пара­метрами. В связи с этим по типу преобразующего элемента различают:

- диодные детекторы,

- транзисторные детекторы,

- ламповые детекторы,

- синхронные детекторы.