Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 36 )

Чувствительный детектор. Детектор (рис. 8.3, а) имеет ччвст-вительность 0,2 мВ. При этом сигнале постоянная составляющая на входе равна 3 мВ. Передаточная функция детектора показана на графике рис. 8.3,6. Коэффициент усиления детектора меняется с амплитудой входного сигнала. Для сигнала более 10 мВ коэффици­ент усиления превышает 103. Эти характеристики детектора получа­ются за счет того, что транзистор VT2, который детектирует сиг­нал, находится под плавающим пороювым напряжением. При от­сутствии сигнала постоянное напряжение коллектор — база транзи­стора VT1 соответствует напряжению, которое открывает VT2, и равно примерно 0,6 В. Входной сигнал, усиленный транзистором VT1, управляет работой второго транзистора. Положительная по­луволна входного сигнала закрывает транзистор VT2, а отрица­тельная полуволна открывает. Выходной сигнал транзистора VT2 поступает в базу следующего транзистора, который уменьшает вы­ходное сопротивление детектора и увеличивает его чувствитель­ность. Для создания смещения на транзисторе VT3 служит рези­стор R4. С помощью резистора R6 компе нрчется коллекторный ток транзистора VT3 при отсутствии входного сигнала. На графике рис. 8.3, б приведена зависимость постоянного выходного напряже­ния от напряжения на входе.

Рис. 8.2

Детектор на ОУ. Детектор на ОУ (рис. 8.4. а) обеспечивает эквивалентное уменьшение прямого паления напряжения на выпря­мительных диодах до 1000 раз. За счет этого достигается точное соответствие между амплитудой входного переменного напряжения и выходным постоянным напряжением. Эта схем? обеспечивает де­тектирование сигналов с амплитудой в несколько милливольт Однако при малых уровнях входного сигнала точность схемы ухуд­шается, что связано с влиянием ограниченного усиления, наличием смещения и его температурного дрейфа и т. п. на выходные харак­теристики де1сктора. Kpove того, сказывается разброс прямою падения напряжения на диодах. В некоторой степени влияние этих причин можно уменьшить, если применить сднополупернодное вы­прямление (рис. 8.4,6). Постоянный уровень на выходе интеграль­ной микросхемы можно скомпенсировать подстройкой сопротивле­ния резистора R2 или балансировкой ОУ (см. гл. 1). Детекторы работают на частотах не выше 10 кГц.

Рис. 8.3

Рис. 8.4

Детектор с ограниченной полосой частот. Схема детектора (рис. 8.5) обеспечивает детектирование сигналов с малой амплиту­дой в частотном диапазоне от 3 до 15 кГц. По постоянному току ОУ имеет коэффициент усиления, равный 2, а по переменному сигналу — 100. Полоса пропускания ОУ ограничена емкостью кон­денсаторов С1 и С2, что способствует уменьшению шумового сиг­нала на выходе. Кроме того, из-за малого усиления по постоянному току снижены температурные и временные дрейфы ОУ.

Двухполупериодный детектор. Детектирование осуществляется детектором на ОУ DAJ, который разделяет положительные и отри­цательные полуволны входного сигнала (рис. 8.6). Поскольку со­противления открытых диодов разные, то необходим подбор рези­стора R3, которым добиваются равенства сигналов на входах уси­лителя DA2. Второй усилитель объединяет полуволны входного сиг­нала и усиливает их в 10 раз. На выходе схемы присутствует сигнал положительной полярности. Схема осуществляет детектиро­вание сигналов от 10 мВ при 1 В на выходе. Чувствительность де­тектора можно повысить, если увеличить коэффициент усиления обоих усилителей, однако при этом уменьшается верхняя граничная частота детектора. Частотный диапазон детектора определяется ча­стотными свойствами используемых ОУ. Интегральные микросхемы К140УД1 позволяют получить граничную частоту свыше 1 МГц, а микросхема К153УД1 — 100 кГц.

Рис. 8.5 Рис. 8.6

2. ДЕТЕКТОРЫ ВЧ СИГНАЛОВ

Линейный детектор. В основу детектора (рис. 8.7, а) поло­жена микросхема К122УД1. Нагрузкой этой микросхемы являются два транзистора, которые работают на общий сглаживающий фильтр f$3, C2. При наличии входного сигнала транзисторы VT1 и VT2 поочередно открываются. Детектор работает в широком диапазо­не частот. Выходная характеристика (рис. 87,6) снята на часто­те 100 кГц.

Детектор с АРУ. Схема (рис. 8.8, а), построенная на интеграль­ной микросхеме К224ЖАЗ, предназначена для детектирования AM-сигналов промежуточной частоты и усиления напряжения АРУ На вход интегральной микросхемы подается сигнал с последнего ка­скада УПЧ. Сигнал УПЧ детектируется первым транзистором мик­росхемы и с его коллектора через разделительный конденсатор СЗ поступает на регулятор громкости R2. С вывода 5 снимается сиг­нал АРУ. Для фильтрации составляющих ПЧ включен конденсатор С2. Неусиленный сигнал АРУ после каскада детектора формирует­ся на конденсаторе С1. Максимальный сигнал АРУ после усиления вторым транзистором микросхемы формируется на конденсаторе С2. Максимальный сигнал АРУ практически равен питающему напря­жению. Технические характеристики детектора проиллюстрированы графиками рис. 8.8, б.

Рис. 8.7

Рис. 8.8

3. ДЕТЕКТОРЫ С ОУ

Детектор с удвоителем. Для детектирования AM сигнала в схеме (рис. 8.9, а) применен удвоитель напряжения на диодах Ког­да на входе отрицательная полуволна, происходит заряд конденса­тора С1 через диод VD1. При смене полярности входного сигнала конденсатор С1 разряжается через диод VD2. На конденсаторе С2 будет двойная амплитуда входного сигнала. Постоянная составляю­щая на выходе схемы зависит от коэффициента усиления ОУ Ky. u = l + (R2/R1). При малых сигналах на входе схема проявляет пороговые свойства. Порог открывания меняется в зависимости от коэффициента усиления ОУ. Переходные характеристики детектора при различных R1 приведены на рис. 8.9,6, а зависимость напря­жения порога Uп от Kу. и — на рис. 8.9, в.

Детектор с ОС по постоянному току. В схеме детектора (рис. 8.10, а) применена следящая ООС. Когда на входе положи­тельная полярность входного сигнала, ОУ быстро заряжает кон­денсатор С через диод VD2. Напряжение на конденсаторе отсле­живает уровень входного сигнала через резистор R1 При уменьше­нии уровня входного сигнала ОУ мгновенно переключается по­скольку напряжение на конденсаторе сохраняет максимальное зна­чение. Конденсатор разряжается через резистор R1 и диод VD1 Скорость разряда конденсатора определяется уровнем входного сигнала.

Выходной сигнал детектора зависит от отношения сопротив­лений резисторов R1 и R2. Для каждого значения этого отношения необходимо подбирать сопротивление резистора R3, чтобы исклю­чить постоянный уровень на выходе, вызванный разбалансом ОУ. На рис. 8.10,6 приведены передаточные - характеристики детектора для различных сопротивлений R2.

Рис. 8.9

Рис. 8.10 Рис. 811

Детектор с интегратором. Схема преобразования переменного напряжения в постоянное состоит из двух ОУ (рис. 8.11): первый выполняет функции детектора, а второй — интегратора. На­пряжение, получаемое в точке соединения VDI и R4, содер­жит положительные полувол­ны входного сигнала. Этот сигнал суммируется с проти­вофазным входным сигналом. На входе ОУ DA2 будет сиг­нал положительной полярно­сти с амплитудой, равной 1/3 от амплитуды сигнала, дейст­вующего на входе. Аналогич­ная амплитуда будет форми­роваться от положительной полярности входного сигнала. В результате на выходе ОУ DA2 по­лучается постоянное напряжение, пропорциональное входному пе­ременному напряжению. Линейчость преобразования достигается выбором сопротивлений резисторов из условия R1 = 2R3, Rl = R7. В настроенной схеме динамический диапазон преобразования вход­ного сигнала находится в пределах от 10 мВ до 1,5 В с погрешно­стью не более 1,5%; частота входного сигнала в пределах от 0 до 100 кГц.

Рис 8.12 Рис. 8.13

Пиковый детектор на ОУ с запоминанием. Входной сигнал де­тектора (рис. 8.12) через ОУ DA1 заряжает конденсатор С. Посто­янное напряжение на конденсаторе через ООС подается на второй вход ОУ DAL Эта связь действует через ОУ DA2. На конденсато­ре устанавливается максимальное значение входного сигнала. Это напряжение может продолжительное время оставаться на конденса­торе. С приходом положительного импульса по цепи управления происходит разряд кэнденсатора. После этого конденсатор может вновь запомнить максимальное значение выпрямленного напряжения входного сигнала.

Пик-детектор с ООС. Входной сигнал схемы (рис. 8.13) посту­пает на ОУ DA1, который усиливает его в 10 раз. Выходной сигнал ОУ DAJ через транзистор VT1 заряжает накопительный конденса­тор С. По мере увеличения напряжения на конденсаторе увеличи­вается напряжение ОС на инвертирующем входе интегральной мик­росхемы DA2. В результате напряжение ОС будет равно амплитуде сигнала на выходе микросхемы DA1. Это напряжение может сохра­няться продолжительное время. Для сброса напряжения конденса­тора необходимо открыть полевой транзистор при нулевом входном сигнале.