Юный техник, 2013 № 10 - [22]
Осциллограмма коллекторного напряжения подобна показанной на рисунке 2, за исключением того, что правая картинка окажется сдвинутой вверх на 1 В и будет заполнена уже не полуволнами, а целыми периодами РЧ-колебаний.
Отфильтрованное цепочкой R2, C2 среднее напряжение, соответствующее закону модуляции, поступает на выход. Его максимальный размах составляет 0,5 В, далее наступает ограничение. Параметры детектора таковы: при входном сигнале 3 мВ с глубиной модуляции 80 % выходное напряжение ЗЧ составляет 180 мВ.
Искажения огибающей почти незаметны, к тому же они резко уменьшаются с понижением глубины модуляции. Входное сопротивление детектора невелико и составляет сотни ом, поэтому сигнал на него лучше подавать от эмиттерного (истокового) повторителя, но можно и от обычного апериодического каскада с резистором нагрузки не более 1.2 кОм. Выходное сопротивление детектора определяется суммарным сопротивлением резисторов R1 и R2, поэтому желательно, чтобы входное сопротивление УЗЧ подключенного к выходу детектора составляло не менее 20 кОм.
Коэффициент передачи детектора и его выходное напряжение ЗЧ можно повысить вдвое, установив еще один диод, как показано на рисунке 4. Резистор нагрузки детектора R2 присоединен к проводу питания, обеспечивая небольшой начальный ток через дополнительный диод VD2, чтобы вывести его на участок с максимальной кривизной характеристики. Этот диод выпрямляет отрицательные полуволны коллекторного напряжения, и потенциал верхней по схеме обкладки фильтрующего конденсатора С2 повторяет их огибающую.
Заметим, что емкость сглаживающего конденсатора С2 здесь меньше, поскольку возросло сопротивление нагрузки. Иначе произошел бы завал верхних звуковых частот продетектированного напряжения ЗЧ. Соответственно, и входное сопротивление УЗЧ для этого детектора должно быть больше, не менее 100.200 кОм.
Этот детектор вносит несколько большие нелинейные искажения, но развивает то же напряжение ЗЧ (180 мВ) при входном сигнале 1,5 мВ, а начинает детектировать при входных сигналах в сотни микровольт. Для сравнения была измерена чувствительность апериодического УРЧ (на том же транзисторе с тем же сопротивлением нагрузки 3,9 кОм), нагруженного на диодный детектор по схеме удвоения напряжения, — она оказалась втрое хуже, хотя схема получается сложнее и содержит больше элементов.
Постоянную составляющую продетектированного сигнала можно использовать в системе автоматической регулировки усиления (АРУ), учитывая, что в детекторе по схеме рисунка 3 она изменяется по мере увеличения уровня сигнала от 1,1 до 0,55 В, а в детекторе по схеме на рисунке 4 — от 1,65 до 0,55 В. Это позволяет управлять смещением кремниевых транзисторов УРЧ или УПЧ непосредственно с выхода детектора.
При отсутствии сигнала смещение максимально, а при наличии сигнала уменьшается, снижая усиление каскадов. Дополнительная польза такого решения в том, что напряжение смещения будет мало зависеть от напряжения питания, поскольку детектор выступит в роли его стабилизатора.
Максимальная частота сигнала для обоих детекторов составляет около 3 МГц, поэтому их можно использовать в длинно- и средневолновых приемниках прямого усиления и в супергетеродинах со стандартным значением ПЧ 450–470 кГц.
А если объединить этот детектор с истоковым повторителем на полевом транзисторе, работающим непосредственно от магнитной антенны, должен получиться довольно чувствительный приемник без усилителей напряжения РЧ.
Дальнейшее усовершенствование описанного детектора недавно предложил радиолюбитель Владимир Роганов из Москвы.
С использованием новой схемы был изготовлен «детекторный» приемник, который на ферритовый стержень с обычным контуром и катушкой связи в несколько витков в условиях сильной экранировки сигнала железобетонным зданием принимал ДВ- и СВ-станции, почти как карманный супергетеродин.
Усовершенствованная схема АМ-детектора показана на рисунке 5. Был добавлен еще каскад, собранный по схеме с разделенной нагрузкой на транзисторе VT2. Для РЧ-сигнала он служит эмиттерным повторителем. НЧ-сигнал усиливается в коллекторной цепи и выделяется на высоком сопротивлении нагрузки R3.
Объяснение столь высокой чувствительности, по-видимому, следующее: в отличие от однотранзисторного варианта на диод подается сигнал с низкоомного выхода эмиттерного повторителя. С него же петля следящей обратной связи (через конденсатор С2) разгружает первый транзистор, что приводит к очень высокому усилению по напряжению. Без этого конденсатора чувствительность снижается раз в 20. На усиление первого транзистора мало влияет емкость его коллекторного перехода, поскольку входное сопротивление детектора невелико.
Линейность детектирования достаточно хорошая. Зависимость выходного напряжения (в мВ) от входного (в мкВ) по результатам компьютерного моделирования приведена на графике, изображенном на рисунке 6.
В этом АМ-детекторе можно использовать различные кремниевые маломощные ВЧ-транзисторы, но желательно с высоким коэффициентом передачи тока. При моделировании он полагался равным 800. Рекомендуемое напряжение питания 9…12 В. При напряжении ниже 4,5 В усиление, правда, падает, но до 4,5…6 В более-менее держится.
