Амплитудные детекторы в режиме детектирования сильных сигналов

При детектировании сигналов с амплитудой в детекторную характеристику можно представить в виде кусочнолинейной функции. В этом случае процесс детектирования можно пояснить с помощью эпюр напряжения, представленных на рис. 8.5.

Согласно рис. 8.5, выпрямленное напряжение на выходе детектора можно определить следующим образом:

. (8.8).

С учетом этого коэффициент передачи детектора при детектировании сильных сигналов равен.

. (8.9).

Угол не зависит от U0 и, следовательно, эффекты детектирования по току и напряжению пропорциональны амплитуде входного напряжения. Уравнением детекторной характеристики является прямая с угловым коэффициентом, равным cos. Это дает основание называть детектор сильных сигналов линейным детектором. Однако, следует отметить, что по принципу действия «линейный детектор» сугубо нелинейное устройство с гораздо более выраженной нелинейностью, чем у квадратичного детектора.

Угол отсечки определяется по формуле:

(8.10).

где S — крутизна диодной характеристики, R — нагрузка детектора.

Если на детектор подается АМ-сигнал, а сам детектор линеен и безынерционен по отношению к огибающей, то.

. (8.11).

Рис. 76 Эпюры напряжений при детектировании сигналов сильной амплитуды

Отсюда.

. (8.12).

С учетом этого коэффициент передачи амплитудного детектора при детектировании АМ-колебания определяется выражением.

. (8.13).

Таким образом, идеальный безынерционный детектор не создает нелинейных искажений огибающей, так как его коэффициент передачи постоянен и равен cos. Величина коэффициента передачи детектора может быть очень близкой к единице при достаточно большом произведении SR. Это приводит к тому, что в современных приемниках применяют, как правило, режим детектирования сильных сигналов.

Входное сопротивление детектора в этом режиме определяется по формуле:

. (8.14).

При короткозамкнутом детекторе (R=0, =/2) входное сопротивление в режиме короткого замыкания равно:

(8.15).

где Ri внутренне сопротивление диода.

При большом сопротивлении нагрузки () и входное сопротивление детектора определяется выражением:

. (8.16).

Выше приведенные соотношения получены при условии неподвижности рабочей точки диода при подаче напряжения Uвх, т. е. .

В реальных условиях значение Сн ограничено, что приводит к снижению коэффициента передачи детектора и углублению пульсаций выходного напряжения.

При изменении Сн от бесконечности до 0 при достаточно большом произведении SR коэффициент передачи детектора изменяется от 1 до 0,3. При выборе величины емкости нагрузки детектора необходимо, чтобы выполнялось условие, т. е. емкость нагрузки должна быть намного больше проходной емкости диода.