Слайд 1 - Сайт кафедры РЭИС
advertisement
12.09.2009 Амплитудные детекторы 1 Искажения при детектировании амплитудно-модулированных колебаний Кафедра РЭИС. Доцент Никитин Никита Петрович. 2009 12.09.2009 Амплитудные детекторы 2 Нелинейные искажения при детектировании амплитудномодулированных колебаний Пусть на входе амплитудного детектора действует испытательный сигнал в виде колебания с гармонической амплитудной модуляцией uВХ (t ) U 0 (1 mcos(t θ))cosω0t. Диаграммы напряжения и тока диода при детектировании АМ колебания показаны на рис.12. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 3 Рис.12. Детектирование амплитудномодулированных колебаний 12.09.2009 Амплитудные детекторы 4 Нелинейные искажения при детектировании амплитудно-модулированных колебаний Теоретически коэффициент передачи диодного амплитудного детектора в режиме детектирования сильного сигнала не зависит от амплитуды сигнала: Кд = соsθ, продетектированное напряжение пропорционально огибающей входного сигнала Ед = КдUвх и детектирование происходит без искажений. Однако в реальных схемах детекторов возникают нелинейные искажения, причинами которых являются: • нелинейность характеристики детектирования; • инерционность (большая постоянная времени) нагрузки; • малое входное сопротивление следующего каскада; • соизмеримость частоты модуляции и частоты несущего колебания. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 5 Искажения из-за нелинейности характеристики детектирования. • Характеристика детектирования реальных амплитудных детекторов (рис.13) отличается от линейной. Начальный участок этой характеристики нелинеен и имеет напряжение Uнел, равное у германиевых полупроводниковых диодов примерно 0,1 В. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 6 Рис.13. Детекторная характеристика в случае реального диода 12.09.2009 Амплитудные детекторы 7 Искажения из-за нелинейности характеристики детектирования. • Если минимальное напряжение на входе детектора меньше Uнел, то коэффициент передачи амплитудного детектора зависит от амплитуды входного сигнала и форма продетектированного напряжения отличается от формы огибающей входного напряжения, т.е. возникают нелинейные искажения. Искажения из-за нелинейности характеристики детектирования малы, если минимальная амплитуда входного напряжения превышает значение Uнел: Uвх min = U0 (1 – m) ≥ Uнел. • Для выполнения этого условия необходимо, чтобы амплитуда несущего колебания на входе амплитудного детектора удовлетворяла неравенству U0 ≥ Uнел /(1 – m). 12.09.2009 Амплитудные детекторы 8 Искажения сигнала вследствие инерционности нагрузки Воспользуемся диаграммами входного и продетектированного на­пряжений (рис.14, а). 12.09.2009 Амплитудные детекторы 9 Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки. При положительной полуволне входного напряжения диод открывается и происходит заряд конденсатора Сн до того момента, когда напряжение на диоде станет равным нулю. Начиная с этого момента диод закрывается, и конденсатор Сн разряжается через резистор Rн. В результате серии зарядов и разрядов создается выходное напряжение Ед. Если постоянная времени цепи нагрузки T = RНСН большая, то конденсатор Сн практически не успевает разряжаться за время между соседними полупериодами входного напряжения. В этом случае напряжение Ед на конденсаторе Сн в интервале времени t1 - t2 убывает медленнее, чем амплитуда входного напряже­ния; напряжение на выходе амплитудного детектора в этом интервале времени не успевает следить за изменением огибающей входного сигнала. При этом искажается форма напряжения Ед и возникают нелинейные искажения. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 10 Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки. • На рис.14, б показаны диаграммы напряжения на выходе амплитудного детектора при отсутствии искажений (штриховая кривая) и при искажениях формы напряжения Ед из-за инерционности нагрузки (сплошная кривая). • Искажения проявляются в том, что в интервале времени t1 - t2 на­пряжение на выходе АД изменяется не по синусоидальному закону, а по экспоненциальному. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 11 Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки. • Условие отсутствия искажений получается из требования: скорость изменения огибающей входного сигнала должна быть меньше скорости разряда емкости нагрузки детектора через сопротивление нагрузки. Из этого требования нетрудно получить , что для отсутствия искажений из-за инерционности нагрузки должно выполняться неравенство 12.09.2009 Амплитудные детекторы 12 Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки. • Постоянная времени нагрузки амплитудного детектора должна быть тем меньше, чем больше высшая модулирующая частота Ω и коэффициент модуляции m. • Физически это объясняется тем, что при малой частоте Ω амплитуда входного сигнала меняется медленно, конденсатор Сн успевает разряжаться, и напряжение на нем следит за изменением огибающей. • При малых значениях коэффициента модуляции m амплитуда входного сигнала изменяется в меньших пределах, скорость изменения огибающей уменьшается и конденсатор Сн также успевает разряжаться. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 13 Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки. • Для увеличения коэффициента передачи и улучшения линейности детекторной характеристики следует выбирать по возможности большее сопротивление нагрузки, однако с увеличением Rн необходимо уменьшать емкость нагрузки, чтобы не возникли нелинейные искажения из-за инерционности детектора. • При этом следует помнить, что емкость нагрузки не должна быть соизмеримой с емкостью диода, так как при этом коэффициент передачи детектора уменьшается вследствие уменьшения доли высокочастотного напряжения на диоде (часть напряжения падает на емкости нагрузки). 12.09.2009 Амплитудные детекторы 14 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада Искажения возникают из-за влияния разделительной цепи между нагрузкой детектора и входом первого каскада усиления низких частот. Разделительная емкость устанавливается с целью развязки по постоянной составляющей цепи нагрузки детектора и входа усилителя низких частот.. Схема амплитудного детектора с разделительной емкостью Ср показана на рис.15. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 15 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада 12.09.2009 Амплитудные детекторы 16 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада При отключенной разделительной цепи напряжение Ед на резисторе Rн изменяется в соответствии с диаграммой, приведенной на рис.16, а и содержит две составляющие: постоянную Ед0 и низкочастотную с амплитудой U Ω. В приемниках АМ сигналов используется низкочастотная составляющая продетектированного напряжения, которая пропускается на вход последующего каскада по цепи Ср , Rвх. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 17 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада • Разделительный конденсатор должен иметь достаточно большую емкость, чтобы не возникало «завала» нижних частот продетектированного колебания. • Заряд емкости Ср происходит через малое сопротивление открытого диода VD и входное сопротивление УНЧ. • Разряд разделительной емкости происходит по последовательной цепи Rн , Rвх . • Поскольку постоянная време­ни разряда T = (Rвх + Rн ) Ср достаточно большая и обычно во много раз превышает период модулирующего колебания, на конденсаторе Ср выделится постоянная составляющая напряжения Ед0 , а на сопро­тивлении Rвх — низкочастотная составляющая U Ω. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 18 Рис.16. Выходные напряжения детектора: а – в отсутствие разделительной цепи, б – при наличии разделительной цепи 12.09.2009 Амплитудные детекторы 19 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада Напряжение, до которого зарядится конденсатор Ср, Ед0 = Uн cos θ, где соs θ - коэффициент передачи АД; Uн – амплитуда несущего напряжения на входе АД. При уменьшении амплитуды напряжения Uвх (t) в процессе модуляции до малого значения конденсатор Ср становится источником постоянного тока. Этот ток проходя по цепи Rн , Rвх создает на сопротивлении нагрузки падение напряжения Есм = Ед0 Rн /(Rвх + Rн ), минус которого через индуктивность контура приложен к аноду диода. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 20 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада • В результате образуется напряжение смещения, запирающее диод на то время, когда амплитуда входного сигнала вследствие модуляции падает до уровня более низкого, чем напряжение смещения. • Изменение амплитуды сигнала на входе детектора перестает влиять на уровень напряжения на нагрузке, которое на этом отрезке времени сохраняется равным Есм . • Возникают искажения, имеющие характер среза. Они проявляются на всех частотах при достаточно большой глубине модуляции и заметны на слух. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 21 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада • Условием отсутствия искажений является выполнение неравенства Uвх min ≥ Есм . После очевидных преобразований оно приводится к виду Rвх ≥ mRн /(1 - m). • Как отмечалось ранее, уменьшать сопротивление нагрузки ниже определенного значения нецелесообразно, так как это приводит к уменьшению коэффициента передачи и ухудшению линейности детекторной характеристики. Поэтому при низких значениях входного сопротивления УНЧ переходят к схеме детектора с разделенной нагрузкой (рис.17). 12.09.2009 Амплитудные детекторы 22 Рис.17. Детектор с разделенной нагрузкой 12.09.2009 Амплитудные детекторы 23 Искажения вследствие малого входного сопротивления следующего каскада • Сопротивление нагрузки разделено на две части: Rн = Rн1 + Rн2. Ток разряда разделительного конденсатора протекает через часть сопротивления нагрузки Rн2 . При выполнении неравенства Rн2 << Rн1 + Rн2 напряжение смещения на диоде существенно уменьшается, и нелинейные искажения устраняются. Использование двух фильтрующих емкостей улучшает фильтрацию высокочастотного напряжения и уменьшает коэффициент пульсаций при детектировании. • Недостатком рассмотренной схемы является уменьшение коэффициента передачи детектора, вызванное тем, что выходное напряжение снимается не со всей нагрузки, а с ее части. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 24 Искажения из-за соизмеримости частоты модуляции и частоты несущего колебания. • Если частота несущей намного выше частоты модуляции, то при правильно выбранной постоянной времени нагрузки детектора его выходное напряжение повторяет огибающую входного сигнала. Нагрузка детектора, представляющая собой фильтр нижних частот, эффективно разделяет напряжения несущей частоты и частоты модуляции. • При соизмеримости частот модуляции и несущего колебания (fн ≈ 2 … 3)F выходное напряжение детектора практически перестает следить за изменением амплитуды входного сигнала. По этой причине частоту несущего колебания на входе амплитудного детектора выбирают как минимум на порядок выше максимальной частоты модулирующего колебания. Практически такого же эффекта, как и удвоением частоты несущей, можно добиться применением двухтактного детектора (рис. 18). 12.09.2009 Амплитудные детекторы 25 Рис. 18. Схема двухтактного детектора 12.09.2009 Амплитудные детекторы 26 Двухтактный детектор • Двухтактный детектор представляет собой два амплитудных детектора, работающих на общую нагрузку. • При полярности очередного полупериода входного колебания, показанной на рисунке, ток протекает через диод VD1. При смене полярности (через половину периода), ток протекает через диод VD2. • Таким образом, диоды в этом детекторе работают поочередно. Конденсатор нагрузки заряжается то через один диод для одного полупериода, то через другой – для другого полупериода. Результат использования как положительных, так и отрицательных полупериодов входного сигнала равносилен удвоению частоты несущей. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 27 Разновидности амплитудных детекторов 12.09.2009 Амплитудные детекторы 28 Параллельный диодный детектор Схема параллельного диодного амплитудного детектора показана на рис. 19. Резистор нагрузки Rн в отличие от схемы последовательного детектора включен параллельно диоду. Принципы работы параллельного и последовательного амплитудного детектора совпадают. Постоянная составляющая тока диода, протекая через резистор Rн создает на нем продетектированное напряжение. Расчет угла отсечки и коэффициента передачи детектора производится по тем же формулам, что и для последовательного диодного детектора. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 29 Рис. 19. Схема параллельного диодного детектора 12.09.2009 Амплитудные детекторы 30 Входное сопротивление • В связи с тем, что входной контур в схеме параллельного детектора шунтируется не только сопротивлением диода, но и сопротивлением нагрузки, включенным параллельно диоду, входное сопротивление детектора уменьшается до величины Rн /3. • Таким образом, параллельный детектор шунтирует колебательный контур сильнее, чем последовательный. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 31 Необходимость установки ФНЧ • Другим отличием является то, что на выходе параллельного детектора присутствует переменное напряжение частоты входного сигнала. • Поэтому после детектора необходимо устанавливать фильтр низких частот. Альтернативой является изменение схемы детектора таким образом, чтобы продетектированное напряжение снималось с емкости нагрузки. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 32 Использование параллельного детектора • Параллельный амплитудный детектор используют в тех случаях, когда входное напряжение кроме детектируемого высокочастотного сигнала содержит постоянную составляющую, связанную, например, со схемой питания предыдущего каскада. • Вариант подключения детектора в этом случае показан на рис. 20. Детектор подключен к контуру последнего каскада УПЧ, на котором имеется напряжение питания коллектора транзистора. Продетектированное напряжение снимается с емкости нагрузки детектора. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 33 Рис. 20. Включение в схему приемника параллельного диодного детектора 12.09.2009 Амплитудные детекторы 34 Включение в схему приемника параллельного диодного детектора • Постоянное напряжение не действует на диоде VD (постоянные потенциалы анода и катода диода практически одинаковы) благодаря использованию параллельной схемы детектирования и включению в схему разделительной емкости Cр. • Эти емкости при включении питания заряжаются до напряжения на коллекторе транзистора. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 35 Транзисторные амплитудные детекторы • Транзисторные амплитудные детекторы подразделяют на коллекторные, базовые, эмиттерные (стоковые, затворные, истоковые), в зависимости от того, нелинейность характеристики какого тока транзистора используется для детектирования. • Для биполярных транзисторов чаще всего используется включение по схеме с общим эмиттером, что позволяет получать помимо детектирования и наибольшее усиление сигнала. Поэтому на практике обычно применяют коллекторный детектор, в котором детектирование происходит из-за нелинейности проходной характеристики транзистора. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 36 Рис. 21. Схема коллекторного детектора 12.09.2009 Амплитудные детекторы 37 Рис. 22. Диаграммы к схеме коллекторного детектора 12.09.2009 Амплитудные детекторы 38 Диаграммы к схеме коллекторного детектора • Штриховой линией на верхнем левом рисунке показана реальная характеристика зависимости коллекторного тока транзистора от напряжения между базой и эмиттером. • Для режима сильного сигнала используется линейно-ломаная аппроксимация. • Рабочая точка, которая обеспечивается подачей начального смещения Есм, выбирается на наиболее криволинейном участке характеристики коллекторного тока. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 39 Диаграммы к схеме коллекторного детектора • В случае линейно-ломаной аппроксимации при косинусоидальном воздействии (нижний рисунок) импульсы коллекторного тока – также косинусоидальные (верхний правый рисунок), постоянная составляющая коллекторного тока Iко = Iкmax α0 (θ), где α0 — коэффициент Берга (для косинусоидального импульса при θ = 90° коэффициент Берга α0 (90°) = 1/π). • Следовательно, выпрямленная тока детектора Iко = Iкmax /π. 12.09.2009 Амплитудные детекторы составляющая 40 Коэффициент передачи коллекторного детектора • Коэффициент передачи коллекторного детектора Кд = Sк Rн /π. • Одно из основных преимуществ коллекторного детектора по сравнению с диодным состоит в том, что Кд может быть больше единицы. • Коэффициент передачи детектора Кд в π раз меньше, чем коэффициент усиления усилителя на том же транзисторе и с той же нагрузкой. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 41 Базовое детектирование • Одновременно с основным происходит побочное детектирование в цепи базы (за счет нелинейности характеристики базового тока). • Вследствие базового детектирования на резисторе R2 создается напряжение, полярность которого противоположна полярности напряжения смещения. • Изменение положения рабочей точки приведет к уменьшению коэффициента передачи коллекторного детектора. • Этот эффект можно ослабить, уменьшая сопротивления резисторов R1 и R2 12.09.2009 Амплитудные детекторы 42 Базовое детектирование • В случае амплитудной модуляции входного сигнала на резисторе R2 выделится напряжение частоты модуляции, которое будет уменьшать приращение коллекторного тока, вызываемое модуляцией входного сигнала. • Этот эффект можно ослабить путем увеличения постоянной времени цепи базы (увеличивая Сбл) до значений, превышающих период модуляции сигнала. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 43 Базовое детектирование • Базовое детектирование может быть использовано и как полезный эффект. При коллекторном детектировании оно улучшает линейность детекторной характеристики и способствует уменьшению нелинейных искажений. Кроме того, базовое детектирование может быть выбрано как основное путем соответствующего подбора элементов схемы. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 44 Детектор с удвоением выходного напряжения Детекторы с удвоением выходного напряжения (рис. 23) используются для повышения коэффициента передачи. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 45 Детектор с удвоением выходного напряжения • При поло­жительном полупериоде входного сигнала диод VD2 закрыт и конденсатор СН1 заряжается через открытый диод VD1 до амплитуды входного напряжения Uвх. • В следующий (отрицательный) полупериод входного напряжения диод VD1 закрывается, диод VD2 открывается и конденсатор СН2 заряжается через СН1 и VD2 до напряжения, определяемого суммой амплитуды входного сигнала и напряжения на емкости СН1, т.е. до удвоенного амплитудного напряжения 2Uвх. • Таким образом, коэффициент передачи удваивается. Входное сопротивление детектора, собранного по схеме рис. 15.22, в 2 раза ниже, чем в обычном детекторе. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 46 Детектор на операционном усилителе • Детекторы на операционных усилителях обладают рядом достоинств: расширяется динамический диапазон за счет уменьшения минимального допустимого уровня входного сигнала; обеспечивается возможность работы на последующий каскад с малым входным сопротивлением; появляется возможность реализации детектора в интегральном исполнении, так как детектор не требует катушки индуктивности. • Вариант схемы детектора на операционном усилителе представлен на рис. 24. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 47 Рис. 24. Детектор на операционном усилителе 12.09.2009 Амплитудные детекторы 48 Детектор на операционном усилителе • В детекторе использован операционный усилитель с отрицательной обратной связью и коэффициентом усиления K >> 1. • Часть продетектированного напряжения подается на инвертирующий вход усилителя. • Благодаря усилению сигнала, напряжение на диоде, равное выходному напряжению усилителя, значительно превышает уровень входного сигнала. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 49 Расширение динамического диапазона • Расширение динамического диапазона объясняется следующими причинами: • Максимальный уровень продетектированного сигнала не должен превышать значения, при котором перегружаются последетекторные каскады. • Минимальный уровень определяется необходимостью иметь на диоде амплитуду сигнала, обеспечивающую малый уровень нелинейных искажений. • Динамический диапазон устройства определяется отношением максимального продетектированного напряжения к минимальному. Для его расширения при фиксированном значении Uвых max необходимо уменьшать напряжение Uвых min,. В детекторе на операционном усилителе Uвых min уменьшается примерно в К раз, что соответствует расширению динамического диапазона на 20 lg К дБ. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 50 Диодное детектирование радиоимпульсов • Детекторы радиоимпульсов применяются в приемниках импульсных сигналов. Схема диодного детектора радиоимпульсов и предшествующего усилителя показана на рис. 25. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 51 Рис. 25. Процесс детектирования радиоимпульса В начальный момент времени на диод поступает первая положительная полуволна напряжения с колебательного контура, диод открывается и происходит заряд конденсатора Сн от нулевого напряжения; при отрицательном напряжении на аноде диода конденсатор разряжается. При подаче на диод второй положительной полуволны напряжения конденсатор Сн начинает заряжаться не с нулевого напряжения, а с некоторого значения, до которого он успевает разрядиться за первый полупериод входного напряжения. В третий полупериод конденсатор Сн заряжается от напряжения более высокого, чем напряжение на нем в конце второго периода, и т.д. В результате серии зарядов и разрядов напряжение на кон­денсаторе Сн (рис. 15.25, б) устанавливается. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 52 Искажение фронта импульса • Рассмотрим процессы, приводящие к искажению фронта импульса. Из диаграммы на рис. 15.25, в видно, что в процессе установления напряжения на Сн меняется угол отсечки θ тока диода от 90˚ до установившегося значения • В соответствии с изменением угла отсечки изменяется также продолжительность протекания и максимальное значение тока через диод. Это приводит к изменению постоянной составляющей и амплитуды первой гармоники Iт1 тока диода. Изменение Iт1 вызывает изменение входного сопротивления детектора Rвх от удвоенного значения сопротивления открытого диода (ток протекает в течение половины периода) до Rвх уст = Rн /2. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 53 Искажение фронта импульса • Сопротивление открытого диода мало по сравнению с резонансным сопротивлением контура (составляет несколько сотен ом), поэтому в начальный момент действия радиоимпульса входное сопротивление диода заметно шунтирует контур, что приводит к уменьшению напряжения на нем. • При увеличении входного сопротивления диода степень шунтирования контура уменьшается, и напряжение на контуре возрастает (штриховая кривая на рис. 15.25, б). • Таким образом, напряжение на контуре не имеет прямоугольной огибающей, а возрастает постепенно. • В результате процесс установления выходного напряжения детектора определяется не только параметрами (нагрузкой) детектора, но и параметрами колебательного контура. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 54 Время установления • При типичных параметрах схемы время установления можно подсчитать по формуле • где g0 = 1/R0 ─ проводимость контура при резонансе, gн = 1/Rн ─ проводимость нагрузки детектора. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 55 Длительность спада • Длительность спада продетектированного импульса зависит от соотношения постоянных времени контура и нагрузки детектора. • Если постоянная времени контура τк = 2Ск R0 меньше постоянной времени нагрузки детектора τн = Сн Rн , напряжение на контуре быстро уменьшается, диод закрывается и происходит процесс разряда емкости нагрузки через сопротивление нагрузки при закрытом диоде. В этом случае время спада определяется постоянной времени нагрузки детектора tс = 2,3Сн Rн . 12.09.2009 Амплитудные детекторы 56 Длительность спада • В противоположном случае, когда τк > τн , при установлении и при спаде импульса преобладают затянутые во времени переходные процессы на контуре. В течение времени спада импульса амплитуда колебаний на контуре уменьшается медленнее, чем падает напряжение на емкости нагрузки, и процесс детектирования продолжается. При этом время спада может оказаться близким к времени установления. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 57 Рис. 26. Форма выходного импульса • На практике время спада обычно больше, чем время установления. Типичная форма выходного импульса показана на рис. 26. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 58 Выбор параметров нагрузки • При заданных параметрах колебательного контура для уменьшения искажения импульса при детектировании следует уменьшать постоянную времени цепи нагрузки. При этом имеются следующие ограничения. • Уменьшение сопротивления нагрузки приводит к снижению входного сопротивления детектора и, следовательно, к более сильному шунтированию контура. • Кроме того, при этом падает коэффициент передачи детектора. • При уменьшении емкости нагрузки до величин, сопоставимых с емкостью диода, начинает уменьшаться амплитуда высокочастотного напряжения на диоде, что также ведет к уменьшению выходного сигнала. Кроме того, ухудшается фильтрация высокочастотных колебаний. На практике выбирают Сн > 10Сдиода . 12.09.2009 Амплитудные детекторы 59 Пиковый детектор • Пиковый детектор предназначен для детектирования импульсов постоянного тока. Напряжение на его выходе пропорционально пиковому напряжению видеоимпульсов. • В простейшем случае выделить огибающую видеоимпульсов можно с помощью линейного RCфильтра нижних частот (интегрирующей цепи). Однако, при высокой скважности коэффициент передачи такого детектора мал, так как мала выделяемая фильтром постоянная составляющая входного сигнала, поэтому этот способ детектирования целесообразно применять только при скважности видеоимпульсов, не превышающей десяти (Q < 10). 12.09.2009 Амплитудные детекторы 60 Рис. 27. Схема пикового детектора видеоимпульсов 12.09.2009 Амплитудные детекторы 61 Пиковый детектор видеоимпульсов • Поскольку на входе ПД действует импульсное напряжение, режимы работы пикового детектора и амплитудного детектора, выделяющего огибающую гармонического сигнала, различны. • На вход пикового детектора с коллектора транзистора поступают видеоимпульсы положительной полярности (рис. 28). • До воздействия первого импульса диод закрыт батареей Енач. Первый импульс открывает диод, и конденсатор Сн начинает заряжаться через диод и батарею смещения. По окончании действия импульса конденсатор Сн разряжается через транзистор и резистор Rн. Благодаря большой постоянной времени цепи разряда, к моменту прихода следующего импульса напряжение на емкости нагрузки уменьшается незначительно. • Процесс устанавливается, когда за время заряда емкости накапливается такое же количество электричества, какое теряется за время разряда. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 62 Рис. 28. Установление напряжения на выходе пикового детектора 12.09.2009 Амплитудные детекторы 63 Коэффициент передачи пикового детектора • Коэффициент передачи пикового детектора определяется скважногстью входных импульсов, крутизной характеристики диода и сопротивлением нагрузки: Kд = 1/(1+Q/SRн). • При большой постоянной времени цепи нагрузки возможно возникновение нелинейных искажений АМ сигнала вследствие инерционности детектора по аналогии с детектированием непрерывных сигналов. 12.09.2009 Амплитудные детекторы 64 12.09.2009 Амплитудные детекторы 65
