Большая Советская энциклопедия (ДЕ) - БСЭ

  Один и тот же диод может работать и как квадратичный, и как линейный детектор в зависимости от величины поступающего на него сигнала. Для малого сигнала характеристика диода квадратична, для большого же сигнала характеристику можно считать «кусочно-линейной». Т. о., для Д. с малыми искажениями желательно подавать на детектор достаточно большой сигнал.

  Для Д. используется нелинейность зависимости тока от напряжения в вакуумных и полупроводниковых диодах (диодное Д.), нелинейность характеристики участка сетка-катод вакуумного триода (сеточное Д.), нелинейность зависимости анодного тока триода от напряжения на его сетке (анодное Д.). Сам процесс Д. во всех случаях сводится к диодному Д., только при сеточном и анодном Д. он сопровождается усилением сигналов в триоде. Д. возможно и в оптическом диапазоне, где оно осуществляется с помощью фотоприёмников (фотоэлементов, фотоумножителей, фотодиодов и т.д.) или нелинейных кристаллов (см. Нелинейная оптика).

  Лит.: Стрелков С. П., Введение в теорию колебаний, 2 изд., М., 1964; Сифоров В. И., Радиоприёмные устройства, 5 изд., М., 1954, гл. 6; Гуткин Л. С., Преобразование сверхвысоких частот и детектирование, М. — Л., 1953.

  В. Н. Парыгин.

Рис. 1. На входе детектора колебания с постоянной амплитудой (а); на выходе детектора импульсы тока I одинаковой высоты (б). Детектор регистрирует постоянную составляющую тока.

Рис. 3. а — амплитудно-модулированное колебание на входе детектора; б — вольтамперная характеристика детектора; в — колебания тока на выходе детектора.

Рис. 2. а — колебания с амплитудной модуляцией на входе детектора; б — импульсы тока на его выходе. Детектор регистрирует переменный ток низкой частоты (нижняя пунктирная линия).

Детектор

Дете'ктор (лат. detector — открыватель, от detego — открываю, обнаруживаю) в радиотехнике, устройство для детектирования электрических колебаний. Д. применяют в вещательных, связных, телевизионных радиоприёмниках, измерительных устройствах и многих др. для выделения модулирующих частот колебаний, несущих информацию. Различают амплитудный, частотный и фазовый Д. В амплитудном Д. для детектирования высокочастотных амплитудно-модулированных (AM) колебаний в качестве элемента с нелинейной электрической проводимостью применяют чаще всего полупроводниковый диод. Напряжение AM колебаний, приложенное к колебательному контуру, воздействует на электрическую цепь, состоящую из конденсатора С, диода Д и резистора R, соединённого или последовательно с диодом (последовательный Д., рис. 1, а), или параллельно (параллельный Д., рис. 1, б). Вследствие односторонней проводимости диода в цепи возникает электрический ток в виде высокочастотных импульсов, амплитуда которых изменяется по закону модуляции колебаний высокой частоты. Этот ток создаёт на концах резистора R напряжение, амплитуда которого также изменяется по закону модуляции. Для высокочастотных составляющих тока электрическое сопротивление конденсатора С мало, и, следовательно, напряжение высокочастотных колебаний на его концах незначительно. Для модулирующих частот колебаний оно много больше сопротивления резистора R, и, следовательно, напряжение модулирующих частот колебаний полностью приложено к концам резистора R. Для того чтобы паразитные ёмкости подключаемых к параллельному Д. электрических цепей не влияли на высокочастотное напряжение, подводимое к диоду, применяют электрический фильтр, состоящий из резистора Rф и конденсатора Сф. В большинстве случаев продетектированное напряжение подводится затем к усилителю электрических сигналов. В амплитудных Д. используются также транзисторы и электронные лампы (триоды). В зависимости от того, в цепи какого электрода транзистора или лампы включена нагрузка (резистор R), соответственно различают базовый, коллекторный, эмиттерный или сеточный, анодный, катодный Д.

  Амплитудное детектирование возможно также осуществлять линейным изменением во времени электрической проводимости электронного прибора (диода и др.) в такт с несущей частотой принятого сигнала (синхронный Д.). Проводимость изменяется подачей на вход прибора вспомогательных колебаний (от гетеродина), синхронизированных несущими колебаниями сигнала. Синхронный Д. обладает фазоселективными свойствами и поэтому его применение повышает помехозащищённость приёма.

  Для детектирования однополосных AM колебаний (см. Однополосная модуляция) используют однотактный или двухтактный (для уменьшения нелинейных искажений сигнала) амплитудный Д. на диоде. На вход Д. подаются принятый сигнал боковой полосы частот и колебания гетеродина с частотой, равной несущей частоте сигнала. При этом Д. работает подобно преобразователю частоты.

  В частотном и фазовом Д. частотно- и фазово-модулированные (ЧМ и ФМ) колебания вначале преобразуются в AM колебания, которые затем детектируются амплитудным Д. В наиболее простом частотном Д. преобразование колебаний осуществляется колебательным контуром, расстроенным относительно средней частоты ЧМ колебаний (см. рис. 1, а). При небольшой расстройке амплитуда напряжения, снимаемого с контура, изменяется почти пропорционально расстройке. Поэтому изменения частоты колебаний ЧМ сигнала вызывают пропорциональные изменения амплитуды колебаний на контуре, подаваемых затем на диод (амплитудный Д.). В фазовом Д. (рис. 2) амплитуда выходного сигнала зависит от сдвига фаз между принятыми ФМ колебаниями и опорными (эталонными) колебаниями той же частоты, подаваемыми далее на вход амплитудного Д. Для детектирования ФМ колебаний может быть применён также частотный Д. с дополнительной электрической цепью, корректирующей различия между обоими видами модуляции.

  Лит.: Гуткин Л. С., Лебедев В. Л., Сифоров В. И., Радиоприёмные устройства, ч. 1, М., 1961; Гоноровский И. С., Радиотехнические цепи и сигналы, ч. 2, М., 1967; Чистяков Н. И., Хлытчиев С. М., Малочинский О. М., Радиосвязь и радиовещание, 2 изд., М., 1968.

  Ю. Б. Любченко.

Рис. 1. Схемы амплитудного детектора с полупроводниковым диодом: а — последовательного, б — параллельного; Lк — катушка индуктивности и Ск — конденсатор колебательного (резонансного) контура; Uвых — выходное напряжение; Rф — резистор фильтра; Сф — конденсатор фильтра; D — полупроводниковый диод.

Рис. 2. Балансная схема фазового детектора: Тр — трансформатор; D1 и D2 — полупроводниковые диоды; Е — источник опорных колебаний; С — конденсатор и R — резистор, составляющие нагрузку детектора; Uвх — входное напряжение; Uвых — выходное напряжение.

Детекторный радиоприёмник

Дете'кторный радиоприёмник, простейший радиоприёмник, в котором принятые сигналы радиостанций не усиливаются, а лишь преобразуются в звуковые сигналы (детектируются) контактным кристаллическим детектором. Обычно Д. р. содержит колебательный контур, кристаллический детектор (полупроводниковый диод), головной телефон и блокировочный конденсатор, которые соединены по схеме, приведённой на рис. Изменением ёмкости конденсатора С колебательный контур настраивают в резонанс с несущей частотой принимаемой радиостанции, ослабляя тем самым все сигналы, частоты которых отличаются от резонансной. Достаточно громкий звук в телефоне получался при нахождении проволочной стальной пружинкой «чувствительной точки» (контакта с наибольшим детектирующим эффектом) на поверхности кристалла из галена или пары «цинкит-халькопирит», обладающих полупроводниковыми свойствами (этот тип детектора был распространён в 20-е гг. 20 в. Позже в качестве детектора применяли германиевый и др. полупроводниковые диоды с постоянной «чувствительной точкой»). На выходе кристаллического детектора токи высокой (радио) частоты проходят главным образом через конденсатор Сб, а токи низкой (звуковой) частоты — через телефон. В Д. р. нет собственного источника электрической энергии и все процессы происходят только за счёт энергии принимаемых радиоволн. На Д. р. с высоко подвешенной внешней антенной и правильно выполненным заземлением возможно принимать мощные радиовещательные станции на расстоянии нескольких тысяч км. С распространением ламповых радиоприёмников Д. р. потерял своё значение.