|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Незвичайний детектор АМ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору У [1] було опубліковано опис двох мініатюрних радіоприймачів. Приймачі мали однакову радіочастотну (РЧ) частину та відрізнялися лише підсилювачами 3Ч. Досвідчені радіоаматори напевно помітили відсутність у конструкції звичайного діодного детектора, і деякі з тих, хто вирішив її повторити, "виправили помилку" та отримали нормально працюючий приймач. Менш досвідчені просто повторили конструкцію і отримали добре працюючі приймачі. Детектори без діодів добре відомі ще з часів лампової техніки – це сіткові та анодні детектори. У сіточному детекторі діод все ж таки неявно присутній - їм служить проміжок сітка-катод радіолампи. Випрямлене ним напруга звукової частоти виявляється прикладеним до тієї ж сітці лампи і посилюється нею, тому коефіцієнт передачі сіткового детектора вище, ніж діодного. В анодному детекторі робоча точка лампи встановлювалася поблизу нижнього згину анодно-сіткової характеристики в області з великою нелінійністю. Посилення лампи в цій точці менше, тому, а також через інші недоліки анодні детектори застосовувалися рідко. Ці технічні рішення згодом частково перейшли і до транзисторної техніки - з'явилися детектори, виконані на транзисторах. Щоб розібратися в їхній роботі, звернемося до основ теорії детектування. Як і всі основи вони досить прості. Початкові відомості про амплітудну модуляцію (AM) можна прочитати в [2]. Спрощена схема діодного детектора показано на рис. 1,а. AM сигнал від джерела G1 підведено до діода VD1. При високих амплітудах сигналу детектор діє як випрямляч. Продетектований сигнал ЗЧ виділяється на навантаженні R1. Конденсатор С1 служить для згладжування пульсацій випрямленої напруги. Вольт-амперну характеристику (ВАХ) діода при великих сигналах зазвичай апроксимують ламаною лінією, показаною на рис. 1, б. Внизу графіка показано осцилограму напруги AM сигналу, підведеного до діода, а праворуч - осцилограма струму через діод. Видно, що діод пропускає лише позитивні напівхвилі сигналу, та його середнє значення відповідає коливанням звукової частоти (3Ч). При досить великих значеннях R1C1 напруга на навантаженні відповідає огинаючій імпульсів струму.
Пікові детектори дуже ефективні, забезпечуючи на виході напругу, що дорівнює амплітуді вхідної РЧ напруги. Те саме відбувається і у випрямлячах – радіоаматори це знають. Тому в лампових радіоприймачах переважно застосовувалися саме пікові AM детектори, а згодом вони "перейшли" і до транзисторної техніки. Через пряму пропорційність вихідної напруги амплітуді вхідної їх нерідко називали "лінійними" детекторами. У результаті про квадратичні детектори давно і благополучно забули, залишивши їх для найпростіших детекторних приймачів. Разом з тим пікові детектори мають і серйозний недолік, добре працюючи лише при великих амплітудах сигналу РЧ. Для напівпровідникових діодів характерно наявність деякої "порогової" напруги, нижче якої через діод тече дуже малий струм, отже, сам діод залишається практично закритим. Його значення визначається властивостями напівпровідникового матеріалу і становить близько 0,15 для германію, близько 0,5 для кремнію і трохи менше для діодів Шотки (перехід метал-напівпровідник). Цілком зрозуміло, що якщо вхідна напруга детектора буде меншою за порогову, діод залишиться закритим і приймач з таким детектором виявиться нездатним приймати слабкі радіосигнали. З цієї причини в детекторах намагаються використовувати лише германієві діоди. У деяких конструкціях проблему вирішують шляхом подачі на діод початкової напруги усунення, але в цьому випадку ускладнюється схема і виникають проблеми, тому таке рішення застосовується рідко. Ситуація змінюється, якщо ВАХ не можна уявити ламаною лінією (рис. 1,в). Це гладка крива залежності струму через діод i від напруги на діоді u. Як і будь-яку математичну функцію, її можна розкласти в ряд і обмежитися тільки двома членами, оскільки внесок вищих членів ряду при невеликих напругах на діоді дуже малий. Для детектування істотна кривизна характеристики (другий член розкладання до ряду). Саме завдяки ній і відбувається детектування. Це добре видно на осцилограмах рису. 1, ст. Математичний аналіз показує, що продетектований сигнал пропорційний кривизні характеристики та квадрату амплітуди вхідного сигналу. Звідси і походить назва "квадратичний детектор". При досить малих амплітудах сигналу будь-який детектор стає квадратичним і його корисний продукт - постійний без модуляції або струм, що змінюється зі звуковими частотами, в навантаженні швидко зменшується пропорційно квадрату амплітуди сигналу. Квадратичний детектор вносить деякі спотворення. Можна порахувати, що коефіцієнт нелінійних спотворень дорівнює т/4. Він значний лише на піках модуляції, досягаючи 25% при m = 1, а за середнього коефіцієнта модуляції m = 0,3 становить близько 2,3 %. Спотворення полягають у збагаченні звукових коливань другою гармонікою і на слух мало помітні. Історично квадратичний детектор став основою перших детекторних радіоприймачів. Сучасним радіоаматорам напевно доводилося читати про ентузіастів, які годинами шукали голкою на саморобному кристалі "чутливу точку". Згодом почався промисловий випуск напівпровідникових діодів, що дозволило створювати детектори, що стабільно працюють. Зазначимо, що напівпровідникові діоди почали випускати задовго до транзисторів - біполярний транзистор було відкрито 1948 р. під час проведення лабораторних досліджень напівпровідникового діода. Аналізуючи квадратичний детектор, неважко помітити його головний недолік - низьку ефективність перетворення, оскільки в ньому амплітуда вихідного сигналу набагато менша від амплітуди вхідного. Квадратичний детектор, схема якого наведена на рис. 2,а, здатний надійно працювати з сигналом у досить значному діапазоні рівнів. Вище ми з'ясували, що для детектора потрібний елемент із великою кривизною ВАХ. А таку характеристику має перехід база-емітер транзистора, адже за своєю суттю це звичайний діод. Але транзистор як детектує сигнал, а й посилює його. Таким чином, відповідно до термінології, прийнятої в радіотехніці, пристрій можна назвати активним квадратичним детектором. При мінімальній кількості деталей він поєднує переваги квадратичного та лінійного детекторів. Декілька слів про вибір режиму. Як відомо, найбільшу нелінійність має початкова ділянка вхідної характеристики транзистора, близька до точки "порога", як показано на рис. 2, б, тому струм початкового зміщення переходу база-емітер транзистора повинен бути значно нижчим, ніж у звичайних підсилювальних каскадах. У той же час не варто захоплюватися, встановлюючи струм майже біля самого "порога", оскільки в режимі мікрострумів стабільність роботи і коефіцієнт посилення транзисторів знижуються.
Оскільки з моменту публікації [1] минуло кілька років, щоб не втомлювати читачів пошуком описів, наведемо схему РЛ вузла приймачів (рис. 3). Як видно з малюнка, це звичайнісінька вхідна частина приймача прямого посилення з магнітною антеною WA1, котушка якої спільно з КПЕ С1 утворюють єдиний контур, що налаштовується на частоту сигналу. Перший каскад на польовому транзисторі VT1 є підсилювачем РЧ. Другий каскад, зібраний на біполярному транзисторі VT2, є детекторним. З його виходу знімається сигнал звукової частоти, а радіочастотні струми замкнуті на загальний провід конденсатором C3.
Насамкінець залишається лише дати відповідь на питання, неявно винесене в назву статті - що ж незвичайного в цьому детекторі? На думку автора, найнезвичайніше те, що протягом тривалого часу детектор залишався непоміченим. Це досить дивно, оскільки всі транзисторні підсилювальні каскади "за сумісництвом" є такими детекторами, маючи деяку нелінійність. Виявити ефект детектування можна і випадково, наприклад, прослухавши радіопередачу потужної станції на підсилювач відтворення магнітофона. Тим не менш, спрацював звичайний психологічний стереотип - не помічати того, чого бути не може. література
Автор: Д.Турчинський, м.Москва
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Є комах корисно для здоров'я ▪ 5 Вт DC-DC перетворювач TRACO TDN 5WI ▪ Мікросхема потрійного відеодрайвера FMS6418A
▪ Розділ сайту Телефонія. Добірка статей ▪ стаття Релігія та міфологія. Довідник кросвордиста ▪ стаття Скільки можна зав'язати краватку? Детальна відповідь ▪ стаття Системний адміністратор. Посадова інструкція ▪ стаття Зниження резонансної частоти головок. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page