Путаница с «входным сопротивлением».

Для схемы «последовательного» детектора в книгах обычно дается формула: R_BX = 0,5 R.

С входным сопротивлением нелинейных схем дело обстоит непросто. При гармоническом напряжении входной ток детектора является резко несинусоидальным. В этих условиях, если уж вести речь о входном сопротивлении, следует прежде ясно оговорить, какой смысл будет придаваться этому понятию.

Допустим, источник сигнала имеет внутреннее сопротивление R_И. Следует ожидать, что выпрямленное напряжение U_H будет (даже при «идеальном» диоде) теперь заметно меньше амплитуды ЭДС сигнала e_BX, и тем меньше, чем больше R_И. Этот факт можно приписать влиянию «входного сопротивления» детектора R_BX, снижающему напряжение пропорционально R_BX /(R_И + R_BX).

Даже не решая сложное уравнение, можно будет сделать вывод: искомая величина входного сопротивления не является постоянной; с увеличением R_И эффект детектирования снижается медленнее, чем можно было бы ожидать. Заметим, однако, что здесь R_BX получается принципиально во много раз меньше, чем 0,5 R (особенно при малых сопротивлениях источника сигнала).

В итоге, при низкоомном источнике расчет «входного сопротивления» детектора вообще теряет смысл, так как в большинстве случаев оказывается верным простое соотношение:

U_H = (0,8…0,9) u_BX.

Другое дело, если детектор подключен к колебательному контуру, как чаще всего и бывает в ламповых схемах. Главное, что при этом интересует – снижение добротности, связанное с отбором энергии. Здесь потребуется по-иному определить входное сопротивление детектора:

,

где Р – мощность, отбираемая детектором из контура. Из условия баланса мощностей, учитывая, что:

P = U²_H/R,

и принимая U_H = u_BX, получаем знакомое:

R_BX = 0,5 R.

Чувствительность детектора.

Для того, чтобы существовал эффект детектирования, требуется выполнение условия, противоположного условию отсутствия отсечки (для линейных схем):

I << i'

Здесь:

I – постоянная составляющая тока через диод (примерно равная u_BX/R);

i' – переменная составляющая, условно принимая диод линейным (равна u_BX/R_i, R_i – дифференциальное сопротивление диода при токе I). Вводя крутизну характеристики диода S = 1/R_i, получаем условие линейного детектирования:

Su_BX >> I

Располагая характеристикой диода, мы смогли бы теперь получить какие-то количественные оценки.

В связи со специфической характеристикой лампового диода (полином степени 3/2), его чувствительность в принципе растет со снижением уровня детектируемых сигналов (S уменьшается намного медленнее, чем I). Однако этот ток никак не может быть сделан меньше начального тока диода, составляющего несколько микроампер.

Понятно, что увеличение нагрузки детектора R повышает чувствительность, так как снижается ток диода.

Уровень пульсаций.

В промежутке между соседними пиками напряжения конденсатор разряжается на нагрузку. Считая процесс разряда линейным, а его длительность равной половине периода частоты сети (это для двухполупериодного выпрямителя, а для однополупериодного – целому периоду), получаем спад напряжения на емкости:

,

где, например, для частоты сети 50 Гц .

Принятые допущения приведут к тому, что размах пульсаций по приведенной формуле получится слегка завышенным, но это обеспечит полезный запас расчета.