Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Жуковский - радиоприемные устройства.docx
Скачиваний:
356
Добавлен:
01.09.2019
Размер:
2.72 Mб
Скачать

Глава 7

ДЕТЕКТОРЫ СИГНАЛОВ

§ 7.1. Задачи, решаемые детекторами сигналов. Основные характеристики детекторов

В детекторе осуществляется выделение сообщения из сигнала и устранение несущего высокочастотного колебания, являющегося переносчиком сообщения. В соответствии с видом модуляции различают детектирование сигналов, модулированных по амплитуде, фазе или частоте. Эти функции выполняют соответственно амплитудные, фазовые и частотные детекторы.

Спектр выходного колебания детектора лежит в области низких частот (частот модуляции), а спектр входного — в области высоких частот (центральной частоты сигнала). Такая трансформация спектра возможна только в устройствах, имеющих нелинейные или параметрические элементы. Роль таких элементов в современных детекторах выполняют обычно полупроводниковые диоды, реже транзисторы — биполярные и полевые. Выделение области частот модуляции и устранение высокочастотных составляющих спектра осуществляется фильтрами нижних частот (RC-или RLC-фнльт-рами).

Основной для любого детектора является его детекторная характеристика, представляющая собой статиче-

скую зависимость выходного эффекта (обычно напряжения) от информационного параметра входного сигнала. Например: для амплитудного детектора с/_ (U0) или Дс/_ (£/„), для фазового детектора At/_ (ф)|с/„ =const, для частотного детектора

all. (/)|y„=const. Здесь

АоУ_ - постоянная составляющая и приращение постоянной составляющей напряжения на нагрузке детектора; U0, ф, / — амплитуда, фаза и частота входного сигнала.

Процесс детектирования сопровождается неизбежными частотными, фазовыми и нелинейными искажениями. Наиболее полное представление о частотных и фазовых искажениях дают амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики детектора, т. е. зависимости Uq (Q), фа (Q). Здесь Ua - амплитуда напряжения частоты Q на нагрузке детектора; ii — угловая частота модуляции; <гй — сдвиг по фазе одинаковых частотных составляющих в спектре выходного колебания и в спекторе модулирующей функции. Обычно АЧХ детектора нормируется к единице.

Нелинейные искажения определяются видом детекторной характеристики. Они тем меньше, чем линейнее детекторная характеристика. По детекторной характеристике можно определить диапазон изменения информационного параметра, при котором

нелинейные искажения не будут превышать определенного предела. При гармонической модуляции численной мерой нелинейных искажений, как и обычно, является коэффициент нелинейных искажений.

Для любого реального детектора качественные показатели зависят от амплитуды входного сигнала. Существуют оптимальные значения амплитуд сигнала, при которых качественные показатели детектора наиболее высоки. Этих значений желательно придерживаться при проектировании радиоприемных устройств. Для оценки свойств детекторов, их сравнения и проектирования имеется довольно обширный перечень качественных показателей. Главные из них будут определены при рассмотрении конкретных видов детекторов. Здесь же отметим, что основным видом детектора является амплитудный детектор. Он имеет самостоятельное значение как детектор АМ-сигналов и, кроме того, входит в состав фазовых и частотных детекторов.

В конечном счете все виды модуляции в детекторе превращаются в изменения амплитуды сигнала, которые и выделяются амплитудным детектором, входящим в состав данного детектора.

По принципу действия амплитудный детектор имеет много общего с амплитудным ограничителем. Последний также содержит нелинейный элемент и фильтр. Однако вместо /?С-фильтра нижних частот в состав ограничителя входит полосно-про-пускающий RLC-фклыр, настроенный на частоту входного сигнала.

Амплитудный ограничитель часто бывает необходим для стабилизации амплитуды сигнала на входе фазового или частотного детектора. В связи с этим амплитудные ограничители рассматриваются в данной главе совместно с амплитудными детекторами.