2. Детекторы

Детектированием называется процесс выделения из высокочастотного модулированного колебания модулирующего сигнала, соответствующего сообщению. По физическому смыслу детектирование является процессом трансформации спектра сообщения из области несущих частот на низкую частоту.

4.2.1. Амплитудные детекторы

Наиболее простым вариантом амплитудного детектора является линейный последовательный диодный детектор, в котором детектирующий диод включен последовательно с ФНЧ на R_Н и С_Н. (рис.4.7).

Принцип работы последовательного диодного детектора основан на быстром заряде положительной полуволной входного сигнала конденсатора фильтра через малое внутреннее сопротивление открытого диода и более медленном разряде этого конденсатора через сопротивление нагрузки. При этом напряжение на конденсаторе близко к огибающей входного сигнала.

Чтобы цепь реальной нагрузки отфильтровывала полезный модулирующий сигнал и подавляла возникающие при нелинейном преобразовании паразитные высокочастотные составляющие (комбинационные гармоники) необходимо выполнение условий:

; ;

должно быть значительно больше сопротивления открытого диода.

Можно показать, что входное сопротивление последовательного детектора равно половине сопротивления нагрузки. Важность знания входного сопротивления детектора состоит в том, что предыдущим каскадом, как правило, является резонансный усилитель. Малое входное сопротивление детектора может существенно ухудшить избирательные свойства этого усилителя за счет шунтирующего действия.

Кроме амплитудных линейных детекторов находят применение квадратичные детекторы, передаточная функция которых хорошо описывается параболой, а спектр сигналов на выходе среди множества составляющих содержит колебания частоты модулирующего сигнала.

Амплитудные детекторы кроме диодов, выполняются на транзисторах. В последнее время активно используются детекторы на ОУ.

2. Частотные детекторы

Частотные детекторы применяют для выделения низкочастотного сигнала из ЧМ сигнала. В основе одного из вариантов их построения лежит метод преобразования ЧМ колебания с помощью резонансной системы в сложное АМ – ЧМ колебание с его последующим амплитудным детектированием.

Пусть на вход колебательного контура, настроенного на частоту ω_Р, поступает ЧМ сигнал, несущая частота которого имеет среднее значение ω₀ , (рис.4.8, а). Так как модуль полного сопротивления колебательного контура зависит от частоты, то и напряжение на контуре зависит от частоты входного сигнала. В качестве рабочего участка выбирается левый или правый склон резонансной кривой. Недостаток такого метода – ограниченный линейный участок на склоне резонансной кривой.

Метод нашел применение в частотных детекторах (частотных дискриминаторах).

Работа частотного детектора (ЧД) описывается детекторной характеристикой, которая имеет вид дискриминаторной кривой.

При отклонении частоты детектируемого сигнала на величину Δω от резонансной частоты частотного детектора, на выходе появляется положительное напряжение ΔU, пропорциональное величине частотного отклонения.

Большинство современных ЧД строятся на основе интегральных перемножителей аналоговых сигналов.

ЧД осуществляет линейное детектирование входного ЧМ сигнала, при котором выходное напряжение пропорционально отклонению частоты сигнала от резонансной частоты ЧД.