тока с учетом влияния Uq для кусочно-линейной аппроксимации характеристики диода. При больших i? диод работает с небольшими углами отсечки в, т. е. ток через диод протекает только в течение небольшой части периода, соответствующей заштрихованной части входного сигнала. Так как сопротивление открытого диода мало, в это время происходит быстрый заряд конденсатора С, сопровождающийся возрастанием напряжения Uc на нем. Ког-

Рис. 3.45

А=%й

да вх оказывается меньшим с диод запирается,-входное напряжение перестает влиять на процессы в /?С-цепи, конденсатор С разряжается через большое сопротивление Согласно (3.90) постоянная времени разряда Траз=?С>То/2я или траз> То-Поэтому за

ту часть периода Го, пока конденсатор разряжается, напряжение с уменьшается незначительно. Характер изменения по времени Uex, вых= с и тока t, протекающего через диод, показан на рис. 3.46. Пренебрегая пульсацией напряжения вых, будем в дальнейшем считать его при воздействии сигнала (3.92) постоянным и равным 1/о (штрих-пунктирная на рис. 3.46)4 Это позволяет записать напряжение на диоде как u=U cos (not-IoR. Определим угол отсечки 9 как значение шо при котором и=0:

Рис. 3.46

cos 6=

(3.93)

Согласно (3.31) при кусочно-линейной характеристике диода

Схема простейшего (однополупериодного) выпрямителя не отличается от приведенной на рис. 3.43. На вход выпрямителя действует напряжение (3.92) постоянной амплитуды, и рис. 3.46 поясняет происходящие в нем процессы. В AM детекторах при выбранном J? наибольшее значение С ограничивается правой частью неравенства (3.91). Для выпрямителей такое ограничение отсутствует, величина С может бьггь взята большей, в результате чего пульсация выходного напряжения уменьшится и Bbix=f.

(рис. 3.45) /o= - (sine-e cos 9). Подставляя это выражение л

в (3.93), получаем уравнение, определяющее 6:

tge-е=я/5/?. (3.94)

Амплитуда U в (3.94) не входит. Следовательно, угол отсечки 0 не зависит от амплитуды U входного сигнала, а определяется исключительно параметрами схемы S я Д. Поэтому согласно (3.93) Гои, данный детектор обладает линейной характеристикой детектирования, и детектирование в нем происходит без искажений.-Детектор с линейной характеристикой детектирования на- зывается линейным детектором. Диодный детектор является линейным в случае достаточно больших амплитуд входного сигнала, когда пригодна кусочно-линейная аппроксимация его характери-, стики. При этом следует помнить, что линейный детектор является устройством нелинейным, работающим с отсечкой тока. /

Коэффициент передачи линейного диодного детектора, определяемый как К.п=иъ1к1и, совпадает с правой частью (3.93). Следовательно,/<fl=cosG<l.

Для малых амплитуд входного сигнала характеристику диода аппроксимируем полиномом второй степени

1=Ф(г)=й,ы-ьа2 . (3.95)

Полагаем R малым. Тогда и-ик и согласно (3.95) и (3.92) iaUcosmt+aUcosinot. Зависимость постоянной составляющей тока от амплитуды U

f/2 (3.96)

является характеристикой детектирования. Она имеет квадратичный характер, и потому диодный детектор), колебаний малой ам-ЧЛЛТУД НАыняется квадратичным детектором

Амплитудно-модулированное колебание (3.87) можно рассматривать как почти гармоническое u=U(i) cos aot с медленно меняющейся амплитудой

U(t) = U(l + mcosQt). (3.97)

Из-за нелинейности характеристики детектирования изменение амплитуды входного сигнала вызывает непропорциональное изменение постоянной составляющей тока детектора, поэтому низкочастотные колебания на выходе детектора искажаются по сравнению с огибающей AM колебания.Подставляя (3.97) в (3.96), получаем

Го-и+агти cos Qi+mWil-bcos2at).

в спектре тока, а значит, и выходного напряжения детектора имеются две низкочастотные составляющие: частоты Q передаваемого сигнала с амплитудой lQ=.a2mW и ее второй гармоники с 4* 99

амплитудой /гв =2- U. Искажения при квадратичном детектировании можно характеризовать коэффициентом гармоник

Кг=/2а а = г/4,

величина которого пропорциональна т. Наличие сильных искажений (при т=100% Кг=25%) является недостатком квадратичного детектора. Однако в одном важном случае-квадратичного детектирования радиоимпульсов с прямоугольной огибающей (см. рис. В.2г) - искажения не возникают: ток /о также имеет прямоугольную форму, его величина определяется по (3.96).

Диодные детекторы обычно бывают квадратичными при амплитудах входных сигналов С/ 0,1-=-0,2 В и линейными при С/> 0,51 В. Чтобы избежать искажений, следует принимаемый AM сигнал усилить до детектора настолько, чтобы его амплитуда была достаточно большой.

СИНХРОННОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ AM КОЛЕБАНИИ

Синхронным детектором (СД) называют детектор, основанный на использовании параметрического элемента, параметр которого (проводимость, крутизна, коэффициент передачи и т. д.) изменяется с частотой, равной несущей частоте сигнала (синхронно с сигналом). В качестве СД может быть использована цепь, состоящая из идеального преобразователя частоты - перемножителя двух входных сигналов щ к U2 я фильтра нижних частот ФНЧ. Пусть напряжение на выходе преобразователя

uK{t)u2, (3.98)

где /<С0= 1 (О-коэффициент передачи (с - постоянная), а U2{t) = и cos (Hot - детектируемый сигнал. При iii = C/i со8(соо--ф), обозначая cUi=Ko, имеем

K{t)=KoC<s{(i>ot+), , (3.99)

=Ao-f/,cos4p-b-C;cos(2(Oo-bil3). (3.100)

Первая компонента в (3.100) является полезной. Выделяя ее с помощью ФНЧ, получим на выходе СД

Bbix=-C/iC/cosip. (3.1.01)

Напряжение вых пропорционально U, значит, характеристика детектирования синхронного детектора линейная. При медленном изменении амплитуды U(t) = = U(l+mcosQt) в выходном напряжении будет низкочастотная составляющая Ивых1 =С/вых1 cos Qt. Ее амплитуда ..

/вых1 = -тС/,со8я1) (3.102)

При рассмотрении.СД считаем, что при прохождении полезных составляющих через ФНЧ никаких искажений не возникает.