Общие сведения. Амплитудным детектором (АД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения

Амплитудным детектором (АД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения огибающей входного амплитудно-моду­лированного сигнала.

Процесс детектирования амплитудно-модулированных (АМ) сигналов заключается в воспроизведении модулирующего сообщения x (t) с наименьшими искажениями. В аналитической форме АМ-сигнал имеет вид

u _c(t) = u _a(t)cos ( ω_c t), (5.1)

где u _a(t) = U _c[1 + m _a x (t)], m _a £ 1 – коэффициент глубины модуляции; U _c – амплитуда несущего колебания с частотой ω_c. Спектр сообщения x (t) сосредоточен в области низких частот (частот модуляции), а спектр сигнала u _c(t) – в области частоты ω_c, значение которой обычно намного превышает значение наивысшей частоты модуляции. Преобразование спектра при демодуляции возможно только в устройствах, выполняющих нелинейное или параметрическое преобразование входного сигнала u _c(t).

При использовании нелинейного устройства, обладающего квадратичной вольт-амперной характеристикой, выходной токимеет вид

, (5.2)

где В – постоянный коэффициент. После устранения фильтром низких частот (ФНЧ) составляющей с частотой 2ω_c получим

. (5.3)

В этом токе содержится составляющая вида , пропорциональная передаваемому сообщению, а также составляющая , которая обуславливает степень нелинейных искажений модулирующего сообщения x (t).

Параметрическое преобразование осуществляется путем умножения u _c(t) на опорное колебание, имеющее вид u ₀(t) = U ₀cos(ω_c t). В этом случае результат перемножения определяется следующим выражением:

u _c(t) u ₀(t) = u _a(t) U ₀ [0,5 + 0,5cos(2ω_c t)]. (5.4)

Составляющая с частотой 2ω_c устраняется ФНЧ, и в результате формируется низкочастотный сигнал вида 0,5 U ₀ u _a(t). Отделяя постоянную составляющую 0,5 U ₀ U _c, например, при помощи разделительного конденсатора, получаем сигнал вида 0,5 U ₀ U _c m _a x (t), форма которого определяется передаваемым сообщением x (t).