Рис. 8.8. Схема детектора иа туннельном диоде (а) и вольтампериая характеристика ТД (б)

VTU--

Снг

Рис. 8.9. Схемы детекторов с удвоением выходного напряжения

смещение; выбирая рабочую точку А на восходящем или нисходящем участке ВАХ, получают детектор нерегенеративного или регенеративного типа. Последний обеспечивает одновременное усиление сигнала за счет отрицательного сопротивления, вносимого ТД в контур. Выбор рабочей точки определяется исходным смещением £ и углом наклона нагрузочной прямой а = = arctg 4- тд)]. где г^д - сопротивление потерь ТД.

На рис. 8.9, а показана схема Д с удвоением выходного напряжения которую применяют в приемниках невысокого класса для увеличения коэффициента передачи. В положительный полупериод входного напряжения диод VD2 закрыт и конденсатор Си1 заряжается через диод VD1 до напряжения Увхт. В отрицательный полупериод диод VD1 закрыт, и конденсатор Cjjj по цепи С„, VD2. заряжается до удвоенного амплитудного значения напряжения входного сигнала.

Как показано выше, в качестве согласующего звеиа Д с трактом УПЧ обычно используют настроенный LC-контур. Такая схема при всех преимуществах (выделим высокий коэффициент передачи /(д) плохо сочетается с интегральной технологией и существенно повышает трудоемкость изготовления и настройки, поскольку содержит катушку индуктивности. На рис. 8.9, б показана схема детектора, не содержащая согласующего контура, для использования в интегральных схемах УПЧ-Д. При этом высокое значение /Сд обеспечивают за счет применения способа удвоения. Для схемы характерно /Сд = 2/\д, /?вхД вхд/> штрихами обозначены параметры обычного диодного Д. В нагрузке Д отсутствует первая гармоника тока сигнала, что повышает его устойчивость. Для минимизации нелинейных искажений схемы следует увеличивать R .

Схема Д на основе операционного усилителя с отрицательной обратной связью также предназначена для использования в ИС (рис. 8.10, а). Операционный усилитель с большим коэффициентом усиления /Со имеет два входа: кеиивертирующий, к которому подводится входной сигнал fgjj. и инвертирующий, к которому подводится часть выпрямленного напряжения U.

Рис. 8.10. Схемы детекторов на основе операционного усилителя

В результате к диоду приложены усиленные входной сигнал и выпрямленное напряжение, а также напряжение на нагрузке. Проведенный анализ показывает, что Д с операционным усилителем позволяет уменьшить пороговое напряжение в Kg раз> т- е- выиграть в динамическом диапазоне на 20 Ig /Со ДБ. Такой Д обеспечивает возможность работы на последующий каскад с низким входным сопротивлением при малых нелинейных искажениях. Вследствие уменьшения внутреннего сопротивления Д падают также и частотные искажения. Реализация описанной схемы на дифференциальном каскаде с эмиттерным повторителем показана на рис. 8.10, б, где роль диода играет УТ5 [45, 76, 95].

Транзисторные детекторы (ТРД) позволяют по сравнению с диодными получить выигрыш в коэффициенте передачи, работают при меньших уровнях входного сигнала, а при использовании в качестве совмещенных дают усиленную АРУ. По своим качественным показателям ТРД хуже диодных из-за низких входных и выходных сопротивлений и значительных нелинейных искажений. Широко применяются в ИС, в переносных и малогабаритных приемниках.

Обычно используют схему с общим эмиттером, обеспечивающую максимальный коэффициент передачи при относительно высоком входном сопротивлении. При этом может быть использована нелинейность базовой

Гб = /({/бэ). fk3- = const, (8.11)

коллекторно-базовой

к = Ф (БЭ). КЭ- = const, (8.12)

или эмиттерно-базовой характеристик

э==(Бэ). fK3-= const

(8.13)

и соответственно получен эффект базового, коллекторного или эмиттерного детектирования.

На рис. 8.11, а показан распространенный коллекторный Д, совмещенный с детектором АРУ. Малое входное сопротивление транзистора обуслов-

Рис. 8.11. Схемы транзисторных детекторов

ливает его неполное включение в контур. Схема аналогична схеме усилительного каскада - различие заключается в режиме транзистора по постоянному току, который обеспечивает нелинейность (8.12), и характере нагрузки, работающей как ФНЧ. Емкость блокировочных конденсаторов выбирают из условий

Коэффициент гармоник коллекторного Д достигает 5...10 %; для уменьшения нелинейных искажений дополнительно используют нелинейность характеристики (8.11) - коллекторно-базовый Д. Для этого резистор /?б2 Деблокируют по частотам модуляции V<i> pCjj < i?g2 < /тах^БЛ- результате чего на нем выделяются низкочастотные компоненты базового,тока. Поскольку детекторные эффекты в коллекторной и базовой цепях транзистора по своему влиянию на коллекторный ток противоположны, обратное базовое детектирование уменьшает нелинейные искажения. Еще лучшие результаты дает использование нелинейности характеристики (8.13) - либо за счет введения резистора /?эос> за счет уменьшения Сд:

1/ рСэ /?э 1/шахСэ- (8-14)

Эмиттерный детектор (рис. 8.11, б) применяют, когда нужно уменьшить шунтирующее действие Д на последний контур УПЧ и обеспечить согласованнее низкоомным входом УЗЧ. Выбор параметров эмиттерной цепочки производят из условия (8.14). Эмиттерный детектор обеспечивает минимальные для ТРД нелинейные искажения и отсутствие перегрузок по входному сигналу. При переходе к коллекторно-базовому, коллекторно-эмиттерному и эмиттерному детекторам коэффициент передачи падает.

Чувствительность ТРД можно значительно увеличить, используя схемы, в которых в цепь коллектора последовательно с активной нагрузкой включают контур яли дроссель. Усиленное напряжение детектируется в коллекторной цепи и создает дополнительное падение напряжения с частотой модуляции. Недостатком схемы является ее сложность и необходимость в применении более высокочастотных транзисторов. Чувствительность Д также может быть повышена за счет использования режима регенерации по высокой частоте.