1.5 Нелинейные искажения в детекторе больших амплитуд

При входных сигналах U_вх  0.3В можно считать, что детекторная характеристика полупроводникового диодного детектора I =(U_) линейна. За счет характеристики нелинейных искажений не будет. Однако, нелинейные искажение могут возникнуть при неправильном выборе постоянной времени =RC (рис. 2.8).

Рисунок 2.8. Иллюстрация возникновения нелинейных искажений в детекторе.

Если произведение RC мало (рис. 2.8-а), то напряжение на конденсаторе успевает следить за изменением огибающей АМ-сигнала. Продетектированное напряжение изменяется по закону изменения огибающей. Это случай безинерционной работы амплитудного детектора.

Если произведение RC велико (рис. 2.8-б), то в интервале времени t₁-t₂ диод заперт, напряжение на конденсаторе (U_C=U_вых) не отслеживает изменений подводимого к диоду детектора высокочастотного напряжения. Детектор инерционен, т.е. он вносит искажения.

Условие безинерционной работы детектора (условие Сиффова) имеет вид

_вR_нC(1+m²_max)^0.5/m_max,

33

где _В – верхняя модулирующая частота; m_max - максимальное значение глубины модуляции.

1.6 Линейное детектирование в амплитудных детекторах

При U_вхmin0.3В детекторная характеристика линейна. Амплитудный детектор называется линейным, если в нем наблюдается прямо пропорциональная зависимость приращения тока от подводимого напряжения.

Пусть в схеме последовательного амплитудного детектора (рис. 2.5) входной сигнал описывается выражением

u_вх(t)=U_mcost (2.1)

За счет протекания постоянной составляющей тока через нагрузку детектора на диод подается постоянное смещение

U₀=I_срR_H,

а в целом к диоду приложено напряжение

u(t)=U_mcost-U₀=U_m(cost-cos),

где cos=U₀/U_m;  - угол отсечки.

Тогда ток, протекающий в цепи диода, равен

i(t)=S u(t)=S U_m (cost-cos),

где S- крутизна вольт-амперной характеристики диода.

Определим среднее значение тока в цепи диода

(2.2)

Итак, приращение тока зависит от амплитуды высокочастотного колебания и от угла отсечки.

Определим, от чего зависит угол отсечки 

cos=U₀/U_m=(I_срR_H)/U_m=(SR_H/)/(sin-cos). (2.3)

Откуда

(sin-cos)/cos=tg-=/(SR_H). (2.4)

Итак, угол отсечки  зависит только от крутизны вольт-амперной характеристик и сопротивления нагрузки. Он не зависит от амплитуды высокочастотного колебания.

34

Обычно угол отсечки задают порядка 10⁰-20⁰, поэтому cos близок к 1.

Рисунок 2.9. Линейное детектирование: а - идеальная детекторная характеристика; б - входные воздействия; в - ток в цепи детектора

Пусть на вход детектора подан ам- сигнал

u(t)=U_(1+mcost)cost. (2.5)

С учетом выражения (2)

I_ср=[(SU_(1+ mcost))/](sin-cos)=I₀+I_=

=(SU_/)(sin-cos)+((SU_m)/))(sin-cos)cost. (2.6)

Таким образом, среднее значение тока в цепи диода состоит из постоянной составляющей и составляющей низкой частоты, что было показано ранее (рис. 2.4 -в, г).