Детектор

2.2.5   Детектор

Детектированием называется процесс преобразования входных модулированных колебаний в колебания, модулирующего сигнала.

В зависимости от вида модуляции соответственно различают амплитудное, частотное и фазовое детектирование. Схемы, осуществляющие детектирование, называют детекторами. Детекторы обязательно применяются в приёмниках различного назначения, а также широко применяются в средствах измерения, в системах АРУ, АПЧГ и др.

Для приёма амплитудно-модулированных колебаний необходим амплитудный детектор. Чаще всего применяются амплитудные детекторы на полупроводниковых диодах. Схемы на полупроводниковых диодах бывают параллельными и последовательными.

Схема параллельного детектора на диоде показана на рисунке 9.

Рисунок 9 – Параллельный детектор на диоде.

Параллельно схеме на нагрузку действует напряжение с диода, которое будет достаточно большим, когда диод закрыт.

Эта схема называется схемой с закрытым входом, применяется она в том случае, когда необходимо исключить попадание постоянной составляющей тока в детектор.

В параллельной схеме обязателен фильтр низкой частоты на выходе (С4).

Помимо диодных детекторов, существуют и детекторы на полевых и биполярных транзисторах.

Транзисторные детекторы обладают рядом особенностей:

1.   Больший коэффициент передачи напряжения по сравнению с диодными детекторами

2.   Большее входное сопротивление, это значит, меньше детектор шунтирует контур УПЧ

3.   Меньшие линейные искажения

4.   Выше коэффициент собственных шумов

5.   Усложняется схема и необходим источник питания

Помимо амплитудных детекторов, существуют и частотные детекторы на транзисторах.

Для детектирования частотно-модулированных сигналов широкое распространение получили фазовые квадратурные частотные детекторы. На рисунке 10 приведена упрощённая схема такого детектора. Основу частотного детектора в этой схеме составляет двойной балансный транзисторный фазовый детектор. При наличии перед ним ограничителя напряжения на выходе детектора зависит только от фазовых соотношений между напряжениями сигналов, подводимых к входам фазового детектора. Это осуществляется с помощью фазовращателя, роль которого играет контур L1 C3 и конденсаторы С1 и С2. линейный участок характеристики детектора зависит от добротности контура. В данной схеме используются схемы дифференциальных усилителей.

Рисунок 10 – Упрощённая схема транзисторного детектора.

Кроме диодных и транзисторных детекторов, существуют детекторы, которые входят в состав аналоговых интегральных микросхем, как в моём приёмнике, в котором детектор выполнен на микросхеме КХА 058.

Такие детекторы обладают рядом преимуществ:

1.   Практически отсутствуют потери полезного сигнала;

2.   Значительно больше быстродействие детектора;

3. Отсутствуют паразитные наводки, так как все пассивные и активные элементы входят в состав ИМС;

Достоинствами детекторов АМ и ЧМ сигналов на активных элементах являются: температурная стабильность; значительно большой коэффициент передачи; меньший уровень нелинейных искажений.

2.2.6   Блок настройки

Блок настройки – это каскад радиоприёмника, в котором осуществляется выбор желаемого диапазона и настройка на заданную радиостанцию.

В представленном УКВ приёмнике используется классический вариант электронного узла настройки, схема которого изображена на рисунке 11.

Рисунок 11 – Электронный узел настройки.

Желаемый диапазон выбирается переключателем SA1, коммутирующим катушки L1 и L2. С помощью R2 осуществляется настройка на заданную радиостанцию. При перемещении движка резистора R2 изменяется уровень напряжения на варикапе VD1, тем самым изменяется частота гетеродина Fг. Из формулы: Fпр=Fг – Fс, где Fпр – частота промежуточная, Fс – частота сигнала, видно что при изменении Fг (при Fпр=const) Fc также изменяется, то есть производится настройка на радиостанцию.

Существуют также другие способы настройки: фиксированные, ступенчатые и т.д., но они, как правило, не обеспечивают должного уровня и качества настройки, как вышепоказанная схема.

2.2.7   Усилитель низкой частоты

Усилитель низкой частоты (УНЧ) или усилитель мощности (УМ) – это устройство, которое предназначено для усиления входного сигнала звуковой частоты по мощности для оптимальной работы выходного устройства. В зависимости от элементной базы УНЧ бывают транзисторными, ламповыми и на интегральных микросхемах.

 В своём радиоприёмнике я применил УНЧ на интегральной микросхеме TDA2030, схема которого показана на рисунке 12.

Рисунок 12 – Стерео усилитель на двух микросхемах TDA2030.

Операционный усилитель обладает гигантским коэффициентом усиления, поэтому здесь применяется отрицательная обратная связь. Она несколько уменьшает коэффициент усиления, но заметно улучшает качество усиливаемых сигналов.

Также применяются усилители на биполярных транзисторах. Как правило, они имеют большие габариты, гораздо меньший коэффициент усиления и в отличие от усилителей на интегральных микросхемах после сборки требуют ещё и настройки. Преимущество транзисторов заключается в том, что им можно задать три режима работы:

1 режим насыщения;

2 режим отсечки;

3 режим усиления (реагирует на любое напряжение на входе).

Один из простейших усилителей на биполярном транзисторе, включенный по схеме с общим коллектором, представлен на рисунке 13

Рисунок 13 – Усилитель на базе биполярного транзистора включенный по схеме с общим коллектором.

В данном усилителе резисторами R1 и R2 устанавливают режим работы, а конденсатор Cр является разделительным по постоянному току.