Режимы работы амплитудных детекторов.

Свойства амплитудных детекторов, выполненных на полупроводниковых диодах, определяются детекторной характеристикой – это зависимость тока, протекающего через диод, от приложенного к нему напряжения (Рис.4).

На начальном участке вольт-амперной характеристики U_ВХ < 0,2…0,3 В зависимость тока полупроводникового диода от приложенного напряжения имеет экспотенциальный характер i_Д = Іg(е^аu – 1), и довольно точно описывается упрощённым квадратичным уравнением:i_Д = Аu²,

где А – коэффициент пропорциональности.

Детектор с подобной зависимостью приращения тока от подводимого напряжения называется квадратичным (Рис.4). При поступлении на вход детектора напряжения высокой частоты с амплитудой U_mω не превышающей границы нелинейного участка вольт-амперной характеристики диода форма тока, протекающего через диод, будет сильно искажена.

Рис.4 Диаграмма работы квадратичного детектора.

Поэтому квадратичный детектор обладает рядом существенных недостатков, ограничивающих его использование:

- сравнительно малое входное сопротивление (R_ВХ.Д не превышает несколько сот Ом);

- значительные нелинейные искажения (коэффициент гармоник К_Г = m ⁄ 4 пропорционален глубине модуляции принимаемых сигналов (см. Рис.4);

- зависимость коэффициента передачи от амплитуды подводимых сигналов.

Если минимальная амплитуда сигнала на входе амплитудного детектора U_ВХ > 0,3…0,5 В, то зависимость приращения тока диода от приложенного напряжения выражается зависимостью: iд = Аu,

где А – коэффициент пропорциональности.

Детекторы с прямо пропорциональной зависимостью приращения тока от подводимого напряжения называются линейными (Рис.5).

При поступлении на вход детектора напряжения высокой частоты U_ВХ в его цепи возникают импульсы выпрямленного тока. Постоянную составляющую этого тока I_СР определяется исходя из того, что площадь заштрихованного прямоугольника с основанием равным периоду, равна площади импульса тока.

- 4 -

Выпрямленный ток, проходя через сопротивление нагрузки, создаёт на нём падение напряжения U₀ = I_СР R_Н , которое обеспечивает отрицательное смещение на диоде U₀. Можно доказать, что напряжение на нагрузке U₀ и амплитуда подводимого напряжения U_ВХ связаны между собой соотношением:

U₀ ≈ U_ВХ·cos θ, следовательно К_Д ≈ cos θ,

где θ – угол отсечки – это половина той части периода, в течении которого через диод протекает ток.

Таким образом, при линейном детектировании устранены недостатки квадратичного детектирования, но амплитуда сигнала на входе детектора должна быть порядка U_ВХ = 0,8…1,0 В.

Рис.5 Диаграмма работы нагруженного линейного детектора.