Амплитудный детектор

Рассмотрим процессы, протекающие при детектировании простого импульсного радиосигнала. С приходом радиоимпульса в течении действия положительного полупериода входного напряжения начинается заряд С_н через малое сопротивление открытого диода. Во время действия отрицательного полупериода происходит разряд С_н через резистор R_н.

Затем снова подзаряд и частичный разряд. Выходное напряжение детектора увеличивается до тех пор пока приращение напряжения на емкости за время ее заряда не станет равным уменьшению напряжения на С_н за время ее разряда. По окончании радиоимпульса С_н разряжается через R_н. Из эпюр видно, что огибающая видеоимпульса будет отличаться от прямоугольной, т.е. имеют место искажения. Степень этих искажений можно оценить временем установления переднего фронта t_у и временем спада заднего фронта видеоимпульса. t_у и t_с определяются постоянными времени заряда и разряда С_н

Начальный участок ВАХ диода является нелинейным и может быть аппроксимирован квадратичной зависимостью

На этом основании амплитудный детектор при условии малых сигналов на его входе U<U₁ называют квадратичным. Участок детекторной характеристики при U>U1 характеризуется линейной зависимостью выпрямленного тока от амплитуды детектируемого напряжения. А АД, использующий линейный участок детекторной характеристики называют линейным. Линейный режим обеспечивается путем усиления колебаний в УПЧ до величины U₁ » 0,5В Разновидностью импульсного детектора является пиковый детектор, предназначенный для выделения на нагрузке напряжения, пропорционального амплитуде огибающей входных сигналов. В пиковом детекторе время заряда нагрузочной емкости выбирается примерно равным длительности детектируемого импульса, а время разряда из условия, чтобы за период повторения детектируемых импульсов Т_п нагрузочная емкость С_н не успела существенно разрядиться.

Частотный детектор

Устройство, выходное напряжение которого, пропорционально отклонению частоты входного колебания от некоторого опорного значения (обычно f_пр).

ЧД используются в системах автоподстройки частоты в качестве чувствительного элемента, а также в приемных устройствах частотно-модулированных сигналов.

Качество работы ЧД характеризуется его амплитудно-частотной характеристикой, представляющей собой зависимость выходного напряжения U_д от частоты входных колебаний при постоянной амплитуде.

Принцип действия ЧД основан на преобразовании входного ЧМ колебания в амплитудно-модулированное, а затем детектировании амплитудным детектором. Преобразование вида модуляции обусловлено тем, что нелинейный элемент не реагирует на изменение частоты.

Рис.4.8. Схема частотного детектора

Фазовый детектор

Устройство, вырабатывающее напряжение, пропорциональное разности фаз воздействующих на вход колебаний. Одно из подаваемых колебаний является U₀(t), другое – сигнальным U_с(t).

По величине напряжения на выходе ФД можно судить об отклонении фазы сигнального напряжения относительно фазы опорного напряжения.

Качественно работа ФД определяется детекторной характеристикой, представляющей собой зависимость выходного напряжения от разности фаз подаваемых на вход напряжений и имеет вид (см. рис. 4.9).

Рис.4.9. Фазовый детектор

Диоды Д1 и Д2 включены однополярно, а нагрузки их ФНЧ С₁R₁ и С₂R₂ встречно. Выходное напряжение U_вых образуется как разность напряжений создаваемых каждым из амплитудных детекторов.

Напряжение сигнала приложенного к диодам противофазно, а опорное синфазно. Напряжение на диодах будет равно векторной сумме опорного и сигнального напряжений.