Материал: Радиоприемные устройства учебник.

Входное сопротивление должно определяться также с учетом об­ ратного сопротивления диода и может быть представлено в виде

Формулы, полученные для линейного детектора на ламповом диоде, будут справедливы для детектора на полупроводниковом диоде, если в'них сопротивление нагрузки и входное сопротивление определять по (8.64) и (8.65), соответственно. Для непосредственного использования

мально допустимого обратного напряжения, ограничивающая величину детектируемого сигнала.

Подобно характеристикам ламповых диодов область относительно небольших напряжений (участок АБ на рис. 8.17) часто аппроксими­ руют экспоненциальной функцией вида

где г0, а — параметры, зависящие от типа диода и величины рабочего участка; для кремниевых диодов при и » ±0,8 В i0 ^0,25 — 0,3 мкА,

51/В.

Вустановившемся режиме к детектору будет приложено напряже­

ние

300

Тогда ток в цепи детектора можно представить уравнением

i = «о exp (aU=) exp (aU0 cos со/) — i0 =

в котором периодическая функция exp aU0 cos со/ представлена рядом Фурье, члены которого выражаются функциями Бесселя от мнимого аргумента jx (1п (х) = |У„ (jx) |).

Постоянная составляющая и 1-я гармоника тока детектора полу­

Выражения (8.69) позволяют получить основные характеристики де­ тектора, называемого часто экспоненциальным [1]. Далее они будут получены для детектора на транзисторе, нелинейная характеристика которого может быть аппроксимирована в виде (8.66).

Rj*20 кОк

R^iOuOH

Rs =5xQti

Рис. 8.18

На рис. 8.18 изображены экспериментальные зависимости коэффи­ циента передачи и входного сопротивления детектора на диоде Д9 при трех значениях сопротивления нагрузки. Эти зависимости показывают, что при увеличении амплитуды немодулированного и амплитудно-мо- дулированного сигналов коэффициенты передачи KR и KRa увеличи­ ваются, а входное сопротивление R BX уменьшается; в интервале ампли­ туд 0,5 В < £ /< 1В основные параметры детектора изменяются не­ значительно.

Детектор на транзисторе. Различают три основные схемы такого детектора — базовую, эмиттерную и коллекторную, получившие свое название в соответствии с местом включения нагрузки. В схеме кол­ лекторного детектора (рис. 8.19, а), в которой транзистор включен пв

301

схеме с общим эмиттером, детекторный эффект определяется нелиней­ ностью проходной характеристики / к= ф (НСэ) при Нка= = const. Эта схема позволяет осуществить детектирование сигнала с его усилением (Кд~> 1) и обеспечивает существенно большее входное сопротивление, чем схема, в которой транзистор включен по схеме с общей базой. В ней под действием входного сигнала ис изменяется ток базы, который управляет коллекторным током. Схема эмиттерного детектора (рис. 8.19, б), выполняемая подобно катодному повторителю на элект­ ронной лампе, обладает коэффициентом передачи, меньшим единицы, но имеет сравнительно высокое входное сопротивление, что является

д

ее важным достоинством. Кроме того, при малой величине нагрузки /?8 в ней облегчается согласование детектора с последующими цепями транзисторного приемника; подобно тому, как и в усилительных схемах на транзисторах, резистор R 3 одновременно обеспечивает температур­ ную стабилизацию коллекторного тока в начальной рабочей точке.

Эффективность детектирования в коллекторном детекторе оказы­ вается наибольшей при небольших отрицательных напряжениях на базе ( ^ б э - ~ 0 , 0 1 -т- 0 , 0 5 В), которые, как и в усилителях, устанавли­ ваются с помощью делителя напряжения R u R 2-

При детектировании входного сигнала в коллекторном детекторе возможно использование нелинейности входной характеристики i6 — = ф (Обе) при UK9 = const. Из-за нелинейных свойств базовой цепи на сопротивлении /?х создается также дополнительное постоянное на­ пряжение. Если в схеме на рис. 8.19, а емкость Сх выбрать из условия 11(лСх < < l/QCls то при детектировании модулированного сигнала на сопротивлении Rx образуется также переменное напряжение с час­ тотой модуляции входного сигнала. Указанные напряжения действуют как дополнительное смещение и тем самым оказывают дополнительное влияние на изменение величины коллекторного тока. Детекторные эффекты в базовой и коллекторной цепях транзистора по своему влия-

302

нию на коллекторный ток противоположны. Поэтому детектирование в базовой цепи будет приводить к снижению коэффициента передачи детектора. В тех случаях, когда дополнительное детектирование, иногда называемое эффектом обратного детектирования, нежелательно, следует уменьшать сопротивление R lt а емкость Сх выбирать из усло­ вия 1/ПСх ^ (5 -г- 10)ЯХ. Однако в ряде случаев дополнительное детек­ тирование используют на практике, поскольку при этом увеличивает­ ся, и это весьма важно, предельная амплитуда входного сигнала, при которой еще не наступает режим ограничения в коллекторной цепи, а также снижаются нелинейные искажения детектируемого сигнала; последние в коллекторном детекторе достаточно велики (vHeJI » 5 -ь

Детектор, в котором происходит детектирование в базовой и кол­ лекторной цепях, называют коллекторно-базовым.

Эффективную линеаризацию детекторной характеристики, сопро­ вождающуюся увеличением предельной амплитуды детектируемого сиг­ нала с одновременным уменьшением коэффициента передачи, обеспе­ чивают при совмещении коллекторного и эмиттерного детекторов. На рис. 8.19, в изображена обобщенная схема детектора, в которой ре­ зистор R з для токов несущей частоты шунтируется емкостью С3, а для токов частоты модуляции цепочка R 3, С3 создает отрицательную об­ ратную связь. В схеме источник сигнала представлен эквивалентным

стора. Проходную характеристику транзистора аппроксимируем экспоненци­ альной функцией вида

где /0 — начальный ток коллектора; 1)т*=> ткТ1е — температурный потенциал, причем при Т—300 К,UT m 26 мВ для германиевых и UT ss 32 мВ для кремни­

евых транзисторов.

Представление в виде (8.70) справедливо при токах коллектора /,, < 3 -г 4 мА, что часто обеспечивается на практике. Оно также не учитывает ли­ неаризующего действия объемного сопротивления гоОдновременно заметим,

ном режиме, ма/В.

Приложим ко входу детектора переменное напряжение и — U0 cos « 01. На основании (8.70) и рис. 8.19,в ток в коллекторной цепи можно представить в виде

exp (u3cos ©о t), (8.71)

где L/0 = U<JUT — нормированная амплитуда входного сигнала; 0 — усреднен­ ное значение коэффициента передачи тока базы.

аоз