содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ РАДИОСИГНАЛОВ

Детектирование амплитудно-модулированных сигналов — процесс преобразования высокочастотного сигнала в напряжение низкой частоты по закону изменения его амплитуды. Этот процесс обратен процессу модуляции. Если при модуляции в высокочастотные колебания закладывается информация, то при детектировании происходит извлечение информации из высокочастотного сигнала.

Детектирование приводит к срезанию одного полупериода (отрицательного) высокочастотных колебаний и превращению пульсирующего напряжения высокой частоты следования в изменяющиеся низкочастотные колебания по закону изменения амплитуды пульсирующего напряжения. Срезание отрицательного полупериода высокочастотных колебаний производится с помощью ламповые или полупроводниковых устройств, обладающих односторонней проводимостью. Превращение пульсирующего тока в низкочастотные огибающие токи производится цепочкой RC, состоящей из резистора и конденсатора большой емкости.
 

Устройство, в котором происходит преобразование высокочастотного сигнала в напряжение низкой частоты, называется детектором, где лампа или полупроводник выполняют роль выпрямителя, а цепочка RC является нагрузкой.

Выбор нелинейного элемента определяет способ детектирования: диодный, сеточный или анодный.

При диодном детектировании применяются ламповые или полупроводниковые диоды. Иногда в целях унификации элементов радиоаппаратуры в диодных детекторах применяются многосеточные лампы: для детектирования используются два электрода (катод-анод), а на остальных электродах выполняются схемы предварительных усилителей низкой частоты радиоприемного устройства. В анодных и сеточных детекторах используются триоды, тетроды и пентоды.

При построении детекторов на транзисторах наибольшее распространение получили схемы с общим эмиттером. Выбор способа детектирования определяется свойствами детектора.

Диодные детекторы просты по устройству и дают хорошие результаты (малые нелинейные искажения при высоком коэффициенте передачи и невосприимчивость к перегрузкам) при детектировании сигналов напряжением 1—3 В. В случае детектирования сигналов с амплитудой напряжения ниже одного вольта применение диодных детекторов ограничивается появлением больших нелинейных искажений и малым коэффициентом передачи. Так как современные приемники в большинстве случаев собираются по супергетеродинной схеме и в них происходит большое усиление сигнала, диодное детектирование получило преимущественное распространение.

Сеточные детекторы обладают большим коэффициентом передачи, однако имеют большие нелинейные искажения.

Анодное детектирование (по месту включения нагрузки в цепь детектирования детекторы можно разделить на анодные и катодные) определяется нелинейностью характеристики анодного тока. По величине нелинейных искажений и коэффициенту передачи анодные детекторы занимают срединное положение между диодными и сеточными детекторами.
 

Транзисторные детекторы характеризуются высоким коэффициентом передачи напряжения, но их существенными недостатками являются высокая чувствительность к перегрузкам, малое входное сопротивление и большой коэффициент нелинейных искажений.

Схемы диодных детекторов на электронной лампе и полупроводниковом диоде приведены па рис. 22. По своему устройству и принципу действия они аналогичны. Некоторое различие в их работу вносит наличие обратного тока в полупроводниковом диоде. Графики физических процессов в диодных детекторах на электронной лампе и полупроводниковом диоде приведены на рис. 22, а, б.

В той и другой схемах роль выпрямительных элементов выполняют диоды Д. Резисторы «Rн» и блокировочные конденсаторы «Св »— нагрузка детектора. Величины этих элементов выбирают так, чтобы на высокой частоте сопротивление конденсатора С б переменному току было во много раз больше, а на низкой частоте — во много раз меньше, чем сопротивление резистора Rн. Выполнение этого условия вызвано необходимостью выделения низкой звуковой частоты на нагрузочном резисторе йа. Из рассмотрения графиков физических процессов при детектировании видно, что анодный ток детектора состоит из постоянной составляющей, составляющей высокой частоты и частоты модуляции.

При подаче напряжения высокой частоты с колебательного контура на диод по нему потечет анодный ток, состоящий из трех составляющих. Токи высокой частоты замкнутся на «землю» через малое сопротивление блокировочного конденсатора Св, а на резисторе Rн создастся падение напряжения от постоянной составляющей анодного тока и тока частоты модуляции. Однако на усилитель низкой частоты через конденсатор связи Ср поступит только переменное напряжение частоты модуляции, так как для постоянной составляющей анодного тока Ср представляет бесконечно большое сопротивление.

Схемы сеточных детекторов выполняются на триодах, тетродах и пентодах. В них используется нелинейность характеристик сеточных токов. В таких детекторах происходит также и усиление сигнала. Детектирование сигнала происходит на участке катод — управляющая сетка. Нагрузкой детектора (рис. 22, в) служит резистор Rд а функцию блокировочного конденсатора выполняет

емкость Сд. При подаче сигнала на управляющую сетку его высокочастотная составляющая замыкается через конденсатор Сд, не создавая падения напряжения на резисторе Rд. Падение напряжения возникает только от постоянной составляющей сеточного тока и составляющей модулирующего тока звуковой частоты, которые и воздействуют на электронный поток лампы. Усиленные лампой постоянная и переменная составляющие анодного тока создают на резисторе Ra пульсирующее напряжение звуковой частоты. На вход усилителя низкой частоты с детектора через разделительный конденсатор Ср поступает только переменная составляющая звуковой частоты. Конденсатор Сб — блокировочный по высокой частоте.

В схемах анодного детектирования (рис. 22, г) исходная точка выбирается на нижнем изгибе сеточной характеристики анодного тока. Отрицательный полупериод высокочастотных колебаний будет ограничиваться вследствие того, что его амплитуда совместно с напряжением смещения выходит за пределы напряжения запирания лампы. На нагрузке детектора Да создается падение напряжения от постоянной составляющей анодного тока и тока переменной составляющей звуковой (модулирующей) частоты. Переменная составляющая высокой частоты замкнется через блокировочный конденсатор С$ и на резисторе нагрузки не создаст падения напряжения. Переменная составляющая звуковой частоты и детектора поступит на вход УНЧ через разделительный конденсатор Ср.

Схема детектора на транзисторе с общим эмиттером приведена на рис. 22, д. На базу транзистора подается небольшое отрицательное напряжение с делителя R1R2. Резистор R3, включенный в цепь отрицательной обратной связи по постоянному току, обеспечивает температурную стабилизацию рабочей точки транзистора. Резисторы Rl, R3 образуют отрицательную обратную связь по звуковой частоте. Они заблокированы конденсаторами С1 и С2. Работа такого детектора подобна работе сеточного детектора, в котором детектирование производится в цепи: база — резисторы — Rl — R3 — эмиттер. Переменная составляющая высокой частоты шунтируется конденсаторами. Кроме того, происходит усиление сигнала звуковой частоты, который выделяется на резисторе Rн и через разделительный конденсатор Ср поступает на

вход УНЧ. Конденсатор Св шунтирует токи высокой частоты. Из-за малого входного сопротивления и больших нелинейных искажений схемы на транзисторах широкого применения не находят.