2.9.6 Детектирование

Детектирование представляет собой процесс выделения моду­лирующего напряжения из модулированных колебаний высокой (промежуточной) частоты. Устройство, предназначенное для де­тектирования, называется детектором.

Детектирование — это процесс, обратный модуляции. В зави­симости от вида модуляции сигнала различают амплитудные, частотные и фазовые детекторы.

Амплитудный детектор предназначен для детектирования амплитудно-модулированных или импульсно-модулированных коле­баний. Детектирование осуществляется с помощью нелинейного элемента. Роль нелинейного элемента выполняют электронные лампы и полупроводниковые приборы. В качестве нагрузки ис­пользуется линейная цепь, состоящая из R и С.

По типу используемого нелинейного элемента различают ди­одные и многоэлектродные амплитудные детекторы.

В многоэлектродных амплитудных детекторах в качестве не­линейного элемента используется триод, пентод или транзистор. Диодные детекторы в качестве нелинейного элемента используют диод (ламповый или полупроводниковый). Они отличаются от многоэлектродных детекторов простотой схемы и повышенным ли­нейным участком вольтамперной характеристики, что обусловли­вает их большой динамический диапазон. Это определило их пре­имущественное применение в приемных устройствах радиолока­ционных сигналов.

Рассмотрим физические процессы при детектировании радио­импульсов на примере диодного детектора. Схема диодного де­тектора с последовательно включенной нагрузкой показана на рис. 2.71.

На вход детектора с контура последнего каскада УПЧ по­дается радиоимпульс (рис. 2.71,б). При положительных полу­волнах напряжения промежуточной частоты в цепи диода протекает ток, заряжающий емкость С, шунтирующую нагрузку де­тектора R. Во время отрицательных полуволн напряжения ем­кость С успевает несколько разрядиться через резистор R на­грузки. С каждой положительной полуволной напряжение на емкости нарастает и в конце концов установится на некотором уровне. Когда входной импульсный сигнал заканчивается, ем­кость С полностью разряжается через резистор R.

Форма видеоимпульса на нагрузке U_R=U_C искажена (рис. 2.71, в), фронты импульса растянуты, а на огибающей име­ются пульсации в виде колебания промежуточной частоты.

Искажения видеоимпульса крайне нежелательны; растяжка пе­реднего фронта импульса вносит ошибку в отсчет дальности до цели; растяжка заднего фронта импульса приводит к ухудшению разрешающей способности РЛС; флюктуации промежуточной частоты на огибающей видеоимпульса могут привести к самовоз­буждению видеоусилителя.

Из анализа процессов в детекторе следует, что длительность переднего фронта определяется скоростью заряда емкости С через внутреннее сопротивление диода R_ig, а длительность зад­него фронта — скоростью разряда емкости С через резистор R. Отсюда стремление уменьшить R_ig, С, R.

Чтобы уменьшить передачу напряжения промежуточной часто­ты на вход видеоусилителя, между нагрузкой детектора и видео­усилителем включается дроссель фильтра (рис. 2.71, а).

Индуктивность дросселя и его межвитковая емкость образуют контур, настроенный на частоту несколько ниже промежуточной. Следовательно, для тока промежуточной частоты фильтр пред­ставляет сопротивление емкостного характера (эквивалент неко­торой малой емкости С).

Емкость С и емкость входа видеоусилителя С_вх образуют де­литель напряжения промежуточной частоты, в результате напря­жение промежуточной частоты будет уменьшено.

Приведенная на рис. 2.71, а схема диодного детектора обеспе­чивает получение на выходе видеоимпульсов положительной по­лярности. Для получения видеоимпульсов отрицательной поляр­ности необходимо осуществить обратное включение диода.