Квадратичный детектор

При малых амплитудах АМ–сигнала характеристику НЭ наиболее точно можно аппроксимировать полиномом Тейлора второй степени (4.4). Подставляя в это выражение значение напряжения u_вх(t) из формулы (4.16), получим на выходе АМ – детектора переменные составляющие тока с высокими частотами ω₀ и 2ω₀ , которые отфильтровываются цепью R_н и C_н. Передаваемая же информация содержится в НЧ составляющей детектированного колебания

I_н (t) = 0,5a₂ U² _вх (1+0,5M²+ 2McosΩt+0,5M² cos2Ωt).

Постоянная составляющая тока легко отфильтровывается (например, разделительным конденсатором), а полезное передаваемое сообщение пропорционально квадрату амплитуды АМ – сигнала U²_вх. Поэтому такое детектирование и называют квадратичным.

Последнее слагаемое определяет нелинейные искажения передаваемого сигнала, вносимые детектором. Снизить эти искажения

можно путём уменьшения глубины модуляции М.

Амплитудные детекторы на операционных усилителях (интегральные детекторы). Диодные АМ детекторы, построенные на операционных усилителях, реализуют одновременно и усиление выходного сигнала (рис. 4.12,а).

Рис.4.12. Диодный детектор: а)-схема; б)-диаграмма напряжений.

Детектор выполнен по схеме инвертирующего усилителя (возможно и неинвертирующее включении ОУ).

При поступлении положительной полуволны входного гармонического сигнала (рис. 4.16,в) напряжение u₂ (аргумент t опущен), на выходе ОУ будет отрицательным. При этом диод VD1 открыт, а диод VD2 закрыт. Выход ОУ через малое прямое сопротивление диода VD1 оказывается подключенным к его входу, что создаёт глубокую отрицательную обратную связь по напряжению. В результате напряжение на выходе ОУ будет равно напряжению на его входе и близко к нулю, т. е. u₂≈u₁≈0. Выходное напряжение детектора также будет равно нулю.

При поступлении отрицательной полуволны входного сигнала напряжение u ₂ на выходе ОУ будет положительным, поэтому диод VD1 будет закрыт, а диод VD2 – открыт и через него протекает ток i. В этом случае напряжение на выходе операционного усилителя и выходное напряжение детектора равно

u_вых= u₂= -u_вх R₂ /R₁ (4.25)

и соответствуют закону изменения входного сигнала.

Дата добавления: 2014-01-13