Планируя построить с сыном его первый "серьезный" приемник прямого усиления я перечитал книжку Полякова "Техника радиоприема: Простые приемники AM сигналов". Меня заинтриговала схема "чувствительного амплитудного детекотра", описанного в книге:
Я посвятил несколько вечеров моделированию различных его модификаций в LTSpice. Детектор обладает двумя существенными достоинствами:
- автоматическое смещение детекторного диода в область максимальной крутизны характеристики;
- простота получения стабильного напряжения смещения для ВЧ АРУ (слабо зависящего от напряжения питания);
По сути, такой детектор является рефлексным каскадом - апериодичекий УВЧ, детектор с автоматическим смещением, и серво усилитель, удерживаюший пик АМ-модулированного сигнала на постоянном уровне.
Но. У этого детектора есть два существенных недостатка:
- очень низкое входное сопротивление (десятки-сотни ом в зависимости от частоты);
- малый диапазон допустимых амплитуд (до режима насыщения транзистора).
Обе проблемы решаемы в контексте схемы самого детектора.
Причина крайне низкого входного сопротивления - эффект Миллера через емкость полу-открытого диода. Емкость диода в таком режиме на порядок превышает проходную емкость транзистора. Простейшее решение проблемы - разорвать паразитную обратную связь по высокой частоте. Это легко реализуется при помощи добавления RC фильтра в цепь детектора. При этом линейность и чувствительность детектора не теряются (на самом деле даже немного улучшаются), а входное сопротивление возрастает до единиц килоом (на средневолновом диапазоне) как у обычного апериодеческого УВЧ. Необходимость в значительной емкости переходного конденсатора C1 и использования повторителя перед детекторным каскадом отпадает.
Проблема ограниченной амплитуды частично решается сдвигом рабочей точки детектора. Простейший способ - заменить R3 в предыдущей схеме на один или несколько диодов. Динамическое сопротивление диодов при токе смещения ~1uA - десятки кОм (на порядок выше входного сопротивления каскада по ВЧ), поэтому дополнительной нагрузкой цепи смещения можно пренебречь (для сомневающихся можно добавить резистор последовательно с диодами).
И еще один момент. При желании согласования детектора непосредственно с контуром (что спорно, т.к. детектор идеально подходит для УВЧ с АРУ) повторитель можно встроить в сам детектор, решая обе указанные проблемы в одном блоке.
P.S. вариант детектора с двумя диодами, описанный в книге, в моделировщике работал *значительно* хуже из за неоптимального смещения второго диода и я его далее не рассматривал.
P.P.S. Описанные модификации были опробованы на практике в приемнике прямого усиления с АРУ. О приемнике будет отдельная тема.