Такой вопрос достался студенту на экзамене по радиоприёмным устройствам. Скорее всего, вопрос задан не корректно и ответить однозначно (да или нет), как в случае ЕГЭ – это значит не получить ни одного балла. Я так думаю, что сегодня, чтобы ответить на этот вопрос студент откроет Википедию, чтобы ознакомиться со схемой детектора АМ сигнала, а увидев там выпрямительный каскад на диоде с фильтром на выходе, его ответ будет однозначен – не может. В поставленном вопросе есть подводные камни и без знания истории развития радио можно наделать ошибок, а поэтому для начала желательно ознакомиться с самой простой и первой схемой простейшего детектора для приёма сигнала с амплитудной модуляцией.
Эта схема описана в журнале Радиолюбитель в 1924 – 03. «Простейший радиоприёмник». Автор Б. Михальчук. Это самый популярный самодельный детектор АМ на протяжении нескольких десятков лет.
В попытке разобраться, давайте вместе заглянем в конспект 50-ти летней давности по радиоприёмным устройствам.
Подсоединим генератор с частотно модулированным колебанием к диоду с нагрузочным сопротивлением и получим выпрямленную форму тока на резисторе и постоянное напряжение, независящее от частоты девиации.
Нет никакого преобразования! Ноль на выходе!
Обычно на этом месте некоторые студенты засыпая, остаются в троллейбусе, а мы вместе с Шуриком из «операции Ы», героем произведения Гайдая, выйдем на остановке вслед за движущимся, пожелтевшим от времени конспектом, может быть из того самого фильма, и попробуем разобраться, потому как на следующем листке, возможно, будет самое интересное.
Оказывается, частотный детектор имеет структурную схему, позволяющую понять, что одним диодом здесь явно не обойтись.
Первый квадрат – амплитудный ограничитель, его задача избавиться от сопутствующей паразитной амплитудной модуляции, которая возникает из-за неравномерности частотных характеристик полосовых фильтров, в данном случае промежуточной частоты, если речь идёт о современном супергетеродинном приёмнике (базовая схема всех современных приёмников). В тракте промежуточной частоты сигнал разгоняется до амплитуды в несколько вольт, превращаясь в амплитудно-частотно-модулированный, и избавляется от паразитной АМ в ограничителе, восстанавливаясь снова в ЧМ, словно кустарник вдоль дорожки, выровненный ножницами по высоте.
Во втором квадрате ограниченный (выровненный) по амплитуде ЧМ сигнал необходимо преобразовать в другой вид модуляции. Сделать такое возможно с помощью линейной инерционной системы, которая позволяет получить зависимость коэффициента передачи от частоты.
Самая простая и распространённая линейная инерционная система - это колебательный контур, в котором настройка на станцию осуществляется на любом его скате, и ЧМ сигнал опять превращается в АМ.
Фото 6. ЧМ сигнал проходя через колибателный контур меняет свои параметры. Коэффициент передачи сигнала во временном интервале меняется под воздействием модулирующей частоты. Схема амплитудного детектора с колебательным контуром. Приведены временные диаграммы в разных точках схемы.
Временные диаграммы ЧМ сигнала при прохождении через амплитудный детектор, состоящий из полупроводникового диода и резистивной нагрузки.
Теперь в третьем квадрате – нелинейная безынерционная система, например, амплитудный детектор.
Так может ли амплитудный детектор выделить звуковую частоту из ЧМ сигнала?
Почему нет, если ЧМ сигнал сначала превратить в АМ сигнал, а амплитудный детектор использовать для выделения звуковой частоты!
В советской и российской энциклопедии схема амплитудного детектора представлена с колебательным контуром. В расчётах амплитудного детектора учитывается степень загрузки колебательного контура предшествующим каскадом и последующей цепью для определения коэффициента передачи АМ детектора с учётом добротности контура. В полной схеме, с учётом колебательного контура, ток течёт по замкнутой цепи.
Как всё просто! Вот в чём заключается сила конспекта! Кто-то честно отсидел за вас академический час, а вы за это время не успели даже разжевать полсосиски и выпить пустой стакан воды, как всё стало ясно! В отместку я подолью вам больше воды!
Мы остановились только на самом простом типе детектирования ЧМ сигнала. Но у этого метода есть свои недостатки. Это маленький рабочий участок характеристики ската контура, который даже трудно назвать линейным, ибо из-за своей кривизны демодулированный сигнал будет иметь значительные нелинейные искажения. Сам же контур способен жить своей собственной жизнью и, подстраиваясь под погоду и изменение температуры окружающей среды, менять свою резонансную настройку и тем самым продолжать вносить ещё большие нелинейные искажения, похрипывая и прокашливаясь в роли диктора в акустической колонке, как будто действительно простудился.
Попытка расширить линейный участок характеристики осуществляется:
1. в балансном двухтактном ЧМ детекторе на двух взаимно расстроенных контурах;
2. в ЧМ детекторе со связанными контурами (дискриминаторе);
3. в ЧМ детекторе отношений или дробном детекторе, где выпрямленное отношение или дробь напряжений изменяется по закону модулирующей частоты;
4. в фазовом детекторе.
Все четыре схемы очень похожи, хотя бы тем, что имеют в составе амплитудный детектор (целых два) и амплитудный ограничитель (правда, детектор отношений уже является ограничителем), однако принцип работы у всех разный. Я пока не буду переворачивать листки в конспекте, а то вы пожалуй и правда уснёте.
Скажу только, что кардинально решить проблему контура поможет метод преобразования сигнала в импульсное напряжение с дальнейшим преобразованием его в звуковую частоту посредством без индуктивных электронных компонентов.
Когда я описывал приём радиовещательных станций FM диапазона на детекторный приёмник с высокодобротным контуром на входе (рисунок 6), то один из комментариев был следующего содержания:
«Данная схема предназначена только для приёма АМ сигнала. Не вводите в заблуждение юных радиолюбителей».
Могу только добавить, но не от себя: «Мы все учились понемногу чему-нибудь и как-нибудь….».