Синхронный детектор с удвоением напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Приводится схема двухполупериодного синхронного детектора с удвоением напряжения, позволяющая с использованием одной микросхемы детектировать обе ортогональные компоненты гармонического сигнала.

Синхронный детектор позволяет получить информацию об амплитуде и фазе принимаемого сигнала, а также подавить сопутствующие помехи [1]. По этой причине многообразные разновидности синхронных детекторов широко применяются в современной технике. Вместе с тем, применение неудачного варианта синхронного детектора может воспрепятствовать получению ожидаемых результатов.

Прежде всего, следует предостеречь от применения однополупериодного синхронного детектора [2]. На рис 1 показана его схема.

Рис. 1

Он состоит из электронного (или механического) ключа Кл и простейшего фильтра нижних частот RC, причем роль резистора R чаще всего выполняет внутреннее сопротивление источника входного сигнала и открытого ключа.

Рис. 2 иллюстрирует его работу и не требует пояснений. Изъян такого детектора проявляется при наличии во входном напряжении Евх, наряду с полезным сигналом, переменного напряжения с частотой, много меньшей частоты полезного сигнала (например, инфранизкочастотных шумов входного каскада).

Рис. 2

На рис. 3 изображена положительная полуволна такого напряжения.

Рис. 3

Как видно из рисунка, напряжение помехи практически беспрепятственно проходит через однополупериодный синхронный детектор, лишая его частотной избирательности.

Двухполупериодный синхронный детектор осуществляет инверсию четных или нечетных полупериодов входного сигнала [3] с их последующим суммированием. При этом не только повышается коэффициент преобразования полезного сигнала (рис. 4), но и устраняются помехи от низкочастотных (относительно сигнала) напряжений, как показано на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

Существует множество разновидностей опубликованных схем двухполупериодных синхронных детекторов [3-5]. Как правило, это дифференциальный операционный усилитель с поочередной подачей полупериодов детектируемого сигнала на инвертирующий и неинвертирующий входы, осуществляемой электронными ключами. Таким образом, для детектирования одной компоненты полезного сигнала требуется микросхема операционного усилителя и микросхема аналогового ключа (или дискретные полевые транзисторы), не считая многочисленных резисторов и конденсаторов ("обвязки").

Автор предлагает для использования более простую и эффективную схему двухполупериодного синхронного детектора с удвоением напряжения. Она базируется на широко известной схеме двухполупериодного диодного выпрямителя с удвоением напряжения [6], в которой выпрямительные диоды заменены электронными ключами. Несмотря на тривиальность такого схемотехнического решения (рис 6), оно не встречалось в известной автору литературе.

Рис. 6

Здесь в нечетные полупериоды полезного сигнала происходит заряд конденсатора Спосл до его амплитудного значения, а в четные - полезный сигнал, в сумме с полученным зарядом, поступает на выход устройства. На рис. 7 показан пример реализации двухполупериодного синхронного детектора с удвоением напряжения, детектирующего синфазную и квадратурную компоненты полезного сигнала на одной микросхеме аналогового переключателя К561КП1 (зарубежный аналог - микросхема CD4052BC).

Рис. 7

Коммутирующие напряжения с частотой полезного сигнала f и удвоенной частотой 2f обычно нетрудно получить с помощью синтезатора частот или микроконтроллера.

Предложенный детектор использовался в десятках магнитометров и металлодетекторов при частотах от десятков герц до десятков килогерц и хорошо себя зарекомендовал.

Литература

1. Ж. Макс. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях, т. 2. - М.: Мир, 1983.
2. В. А. Богденко. Феррозондовый магнитометр с миниатюрным датчиком. Приборы и техника эксперимента, 1993, № 3, с 157-160.
3. Г. Петин. Ключевой синхронный детектор. Схемотехника, № 3,2003, с. 14-15.
4. В. С. Гутников. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.
5. А. И. Щедрин. Новые металлоискатели для поисков кладов и реликвий. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003.
6. А. А. Куликовский (ред.). Справочник радиолюбителя. - М.: ГЭИ, 1961.

Автор: Ю.Реутов, г.Екатеринбург

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Миниэлектростанция для зарядки гаджетов 26.11.2013 Ученые из Томского университета систем управления и радиоэлектроники - ТУСУРа разработали небольшую электростанцию, управляемую специальным контроллером и позволяющую заряжать мобильные устройства в местах, где отсутствуют электрические сети. Разработка представляет печь объемом 1 куб. м., которую можно топить различным органическим топливом: дровами, древесным углем, опилками, щепками, торфом и даже шелухой от подсолнуха. В результате неполного сгорания топлива вырабатывается газ, на котором работает двигатель. Подобные электростанции существовали и раньше. Принципиальное отличие новой разработки в том, что получаемый газ не содержит примесей и смол, поэтому ресурс двигателя значительно увеличивается. Также благодаря этому в атмосферу не выбрасываются вредные вещества. Бесперебойная работа обеспечивается при помощи контроллера. Применять подобные электростанции могут, например, бригады, собирающие грибы, шишки и ягоды в лесу: они смогут заряжать мобильные телефоны и радиостанции, сушить одежду, питать морозильные камеры для шоковой заморозки. Еще одно преимущество новой электростанции по сравнению с аналогами - довольно низкая стоимость выработки электроэнергии: 1 кВт·ч обойдется о 2 до 12 руб. в зависимости от стоимости топлива. Для сравнения: стоимость 1 кВт·ч, произведенного дизельной электростанцией может достигать 120 руб. К началу лета предполагается выпустить 2 промышленные установки мощностью, соответственно, 15 и 25 кВт, а также подготовить технологию для мелкосерийного производства. Завод сможет выпускать от 5 до 15 таких электростанций в месяц. Предполагается, что стоимость одной газогенераторной станции мощностью 15 кВт не превысит 600 тысяч рублей.

Другие интересные новости:

▪ Магнитный тумблер для клетки

▪ Приборы VitaLight от Philips

▪ Один укол избавит от никотиновой зависимости

▪ Гарнитура Logitech Zone Wireless 2

▪ Фотокамера Polaroid 300

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД). Подборка статей

▪ статья Приносить (в) жертву Молоху. Крылатое выражение

▪ статья Какие республики разделяет только река и 2 часа разницы во времени? Подробный ответ

▪ статья Признаки перемены ненастной погоды на ясную. Советы туристу

▪ статья Сенсорный переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Высоковольтный стабилизированный источник питания, 9-12/100-700 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026