РЧ-пульсации выходного напряжения сглаживаются RC-цепочкой R2, C1, и на выходе детектора остается только усредненный звуковой сигнал. Коэффициент передачи этого детектора можно еще увеличить почти вдвое, заменив резистор R2 вторым диодом, включенным в том же направлении, что и первый, то есть катодом к ОУ и анодом к выходу. Тогда на выходе получим огибающую ЗЧ, выделенную на рисунке 2 утолщенной линией.
Используя высокочастотные транзисторы и диоды, автору около 20 лет назад удалось разработать простой амплитудный детектор с высокой чувствительностью, работающий на таком же принципе и содержащий минимум деталей.
Схема детектора показана на рисунке 3. Он представляет собой обычный усилительный каскад, в котором в цепи смещения базы транзистора VT1 вместо резистора установлен кремниевый высокочастотный диод VD1. Цепочка R2, C2 фильтрует сигнал ЗЧ на выходе детектора от РЧ-пульсаций.
В отсутствие РЧ-сигнала напряжение на коллекторе транзистора автоматически устанавливается около 1…1,1 В, оно равно сумме напряжений открывания диода и перехода база — эмиттер транзистора. Ток транзистора определяется напряжением питания и сопротивлением резистора нагрузки R1, Iо = (Uп — 1)/R1. При номинале резистора, указанном на схеме, и напряжении питания 3 В ток составляет около 0,5 мА, но его можно сделать и значительно меньше, увеличив сопротивление R1.
Ток базы транзистора составляет не более нескольких микроампер, он протекает через диод в прямом направлении, устанавливая рабочую точку на пороге открывания — на участке с максимальной кривизной вольт-амперной характеристики, что и требуется для хорошего детектирования.
При поступлении на вход детектора AM-сигнала положительные полуволны, выделяющиеся на нагрузке R1, выпрямляются диодом и увеличивают потенциал базы, открывая транзистор. Емкость разделительного конденсатора С1 должна быть значительно больше емкости обычных разделительных конденсаторов радиочастотных каскадов, чтобы он не успевал разряжаться током базы за период колебаний. Коллекторный ток открывающегося транзистора возрастает, а его коллекторное напряжение уменьшается.
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.