Детекторы ДМ сигналов

Исторически первым детектором, использованным изобретателем радио А.С, Поповым, был так называемый «когерер», представлявший собой стеклянную ампулу с мелкими железными опилками внутри. Он обладал свойством изменять свое сопротивление при встряхивании, что в какой-то очень отдаленной степени напоминало способность диодов по-разному проводить ток во встречных направлениях.

Вскоре ему на смену пришли твердокристаллические детекторы на основе кристаллов серы, а после изобретения вакуумного диода и вплоть до появления полупроводниковых диодов детектирование сигналов в радиоаппаратуре осуществлялось исключительно ламповыми диодами или триодами (так называемые сеточное и анодное детектирование, сопровождающиеся одновременным усилением сигнала).

Сегодня в БРТА применяется исключительно диодное детектирование с использованием в качестве вентилей специальных полупроводниковых детекторных диодов. Чаще всего это точечные диоды, рассчитанные на небольшие токи (порядка единиц миллиампер), небольшие обратные напряжения (порядка единиц-десятков вольт) и достаточно высокие граничные частоты (от единиц мегагерц до единиц гигагерц).

Схемы детекторов существенно различаются между собой в зависимости от вида модуляции сигнала, подлежащего детектированию. Рассмотрим вначале детектор АМ сигнала как наиболее простой. Классичес­кая схема такого детектора приведена на рис. 2.19. По своей сущности она ничем не отличается от схемы обычного однополупериодного выпрямителя, работу которого мы подробно рассматривали в самом начале этой главы. Разница заключается в целях и задачах обработки исходного сигнала.

Рис. 2.19 Схема детектора АМ сигналов

Если задача однополупериодного выпрямителя - превратить переменный ток а постоянный и затем с помощью сглаживающих фильтров максимально подавить остаточную переменную составляющую (напряжение пульсации), то задача детектора АМ сигнала - диаметрально противоположная, Детектор должен с минимальными искажениями выделить и сохранить именно составляющую напряжения пульсаций модулированного ВЧ колебания, отделив ее от ненужной постоянной составляющей и остатков («обрезков») синусоиды ВЧ несущей.

Именно спецификой поставленной задачи и вызваны схемные особенности АМ детектора. На резисторе нагрузки R_H выделяется верхняя или нижняя (в зависимости от полярности включения диода) «половина» модулированного сигнала, содержащая три составляющие сложного сигнала: в явной форме «отрезанные» положительные или отрицательные полуволны сигнала несущей, некоторую усредненную по величине постоянную составляющую и в неявной форме так называемую «огибающую», т.е. низкочастотную составляющую модулированного сигнала, которая, собственно говоря, нас и интересует в первую очередь.

Конденсатор С_ф1 включенный параллельно резистору нагрузки, обладает очень большим реактивным сопротивлением на звуковых (модулирующих) частотах, а потому практически не является для этих частот шунтом.

А на частоте несущей его сопротивление, напротив, много меньше сопротивления резистора нагрузки, поэтому конденсатор как бы замыкает накоротко выход детектора для этой составляющей.

Разделительный конденсатор С_р большой емкости служит непреодолимым препятствием для постоянной составляющей и сравнительно свободно пропускает переменную составляющую полезного НЧ сигнала. Конденсатор С_ф2 на выходе детектора «дофильтровывает» остатки половинок высокочастотной несущей.

«Побочный» продукт детектирования - постоянная составляющая положительной или отрицательной полярности - либо не используется вообще, либо используется для работы некоторых вспомогательных систем: автоматической регулировки усиления (АРУ), автоподстройки частоты гетеродина (АПЧГ), системы бесшумной настройки (БШН) системы оптической индикации точной настройки и т.п.