Синхронный детектор

Для реализации синхронного детектора обычно используется аналоговый перемножитель сигналов. При этом на один из входов аналогового перемножителя поступает амплитудно-модулированный сигнал u _c(t) (5.1), на другой вход – опорное когерентное колебание u ₀(t). В результате перемножения колебаний на выходе образуются низкочастотная составляющая 0,5 u _a(t) U ₀ и высокочастотная составляющая 0,5 u _a(t) U ₀cos(2w_c t), которая устраняется на выходе с помощью фильтра низкой частоты C _н R _н. К основным преимуществам синхронного детектора относятся:

§ малые нелинейные искажения u _вых(t), вследствие работы при достаточно больших напряжениях опорного колебания в режиме детектирования «сильных» сигналов;

§ возможность подключения в качестве нагрузки ФНЧ с полосой прозрачности, величина которой не зависит от значений частоты W_max модулирующего колебания;

§ высокое входное и низкое выходное сопротивления, что обеспечивает хорошее согласование с соседними каскадами устройств обработки сигналов.

Однако преимущества синхронного детектирования амплитудно-модулированных сигналов реализуются лишь при точной синхронизации опорного и несущего колебаний. В реальных устройствах возможен фазовый сдвиг y между указанными колебаниями, вызванный задержкой в цепи формирования опорного колебания.

При наличии фазового сдвига y ¹ 0 амплитуда колебания на выходе синхронного детектора будет равна

. (5.21)

Разлагая выражение (5.21) в степенной ряд и ограничиваясь первыми членами разложения, можно получить

.

Если входной сигнал u (t) имеет амплитудную модуляцию вида u _a(t) = = U _c[1 + m _acosΩ t ], то полезный сигнал на выходе синхронного детектора (без учета коэффициентов усиления) равен

u _вых(t) = 0,5 U _c[1 + m _acos Ω t ] U ₀cosy. (5.22)

Максимальное значение u _вых(t) достигается при величине y = 2 k p, что и следовало ожидать.