Детектирование SSB сигналов
Как правило, напряжение гетеродина, подаваемое на такой детектор, невелико, порядка 2—3 в, тогда как напряжение сигнала от мощных станций может достигать 10—15 в и более. Но даже если напряжение телеграфного сигнала превышает напряжение гетеродина, детектор работает вполне удовлетворительно. Более того, он в некоторой мере выполняет роль ограничителя по отношению к сильным сигналам. Появление же за счет нелинейных искажений гармоник тонального сигнала, полученного на выходе детектора, даже улучшает тембр, делая его более приятным для слуха.
В процессе приема однополосных сигналов частота гетеродина устанавливается равной частоте подавленной несущей. При подаче на вход детектора спектра боковой полосы вместе с восстановленной несущей также возникают нелинейные искажения, степень которых зависит от соотношения между уровнем восстановленной несущей и суммарным значением пиковых мгновенных амплитуд составляющих боковой полосы. Эти искажения тем меньше, чем выше относительный уровень несущей. Для получения нелинейных искажений не более 5% необходимо подавать на детектор напряжение восстанавливаемой несущей по крайней мере в пять раз больше, чем боковой. Практически уровень несущей с гетеродина берется раз в 10 большим, чем максимальный уровень боковой.
Так как гетеродин обычно дает неизменное по величине напряжение, то для поддержания указанного соотношения приходится регулировать усиление по высокой и промежуточной частоте. Именно этим и объясняется необходимость уменьшать усиление УВЧ и УПЧ при приеме SSB на обычном телеграфном приемнике. Однако это ухудшает отношение сигнала к шуму. Кроме того, уровень выходного сигнала с детектора оказывается низким и скомпенсировать это усилением по низкой частоте не всегда удается, к тому же это чревато увеличением фона переменного тока и прочих шумов.
Для увеличения сигнала после детектора нужно пропорционально увеличить как напряжение несущей от гетеродина, так и напряжение боковой полосы. Но при этом диодный детектор оказывается перегруженным, и в результате мы снова получаем значительные нелинейные искажения. Если нелинейные искажения при приеме телеграфных сигналов не играют существенной роли, то при приеме SSB нелинейные искажения приводят к резкому ухудшению разборчивости. Именно свойствами диодного детектора объясняется распространенное среди некоторой части радиолюбителей мнение, что при однополосной связи нельзя достичь такого качества модуляции, как при работе амплитудной модуляцией.
Диодный детектор в роли детектора SSB сигналов имеет еще один недостаток. На сильные мешающие сигналы с амплитудной модуляцией он реагирует не только как смеситель, но и как выпрямитель. Если принимаемый SSB сигнал имеет уровень в 10 раз меньший уровня восстановленной несущей, то сильный сигнал помехи может оказаться сравнимым с уровнем несущей, и детектирование такого сигнала вызовет появление сильных нелинейных искажений, которые могут замаскировать принимаемый сигнал. Кроме того, в зависимости от силы мешающего AM сигнала даже при включенном гетеродине может появиться выходное напряжение не только за счет преобразования частоты, но и за счет прямого детектирования AM сигнала. В этом случае, даже если мешающий сигнал и удален по частоте, все равно будет прослушиваться его модуляция. Как видим, при приеме SSB диодный детектор недостаточно хорошо работает в качестве смесителя.
Указанные недостатки диодного детектирования однополосных сигналов привели к тому, что для этой цели стали применять детекторы чисто смесительного типа, ничем по существу не отличающиеся от других смесителей приемника. Иногда их (называют также продукт-детекторами от английского слова «product», что значит «произведение». В отечественной литературе утвердился термин «синхронный детектор», т. е. такой, в котором частота гетеродина синхронизирована с несущей частотой AM сигнала, а при приеме SSB — с подавленной несущей. Применяют также термин «гетеродинный детектор».
К синхронному детектору также подводится напряжение однополосного сигнала с УПЧ приемника и колебания от гетеродина. В результате преобразования появляются суммарные и разностные частоты (верхняя и нижняя боковые). Низкочастотный сигнал на выходе SSB детектора представляет собой нижнюю боковую полосу. Математически он выражается произведением («product») двух входных напряжений как функций времени. Произведение это, вообще говоря, содержит как верхнюю, так и нижнюю боковые, но верхняя, суммарная (вдвое выше промежуточной частоты) вместе с другими ВЧ составляющими на выходе детектора отфильтровывается, и остается лишь низкочастотный сигнал.
Если к правильно сконструированному синхронному детектору подвести AM сигнал, то при выключенном местном гетеродине мы не получим НЧ сигнала на выходе детектора. Он будет работать как обычный линейный усилитель ПЧ. При включенном же гетеродине он работает только как смеситель. Это нужно учесть при конструировании приемника, и если он предназначен также и для приема AM сигналов, установить в нем для этой цели обычный диодный детектор.
Синхронный детектор дает хорошие результаты не только при приеме SSB, но и телеграфных сигналов. В частности, применение такого детектора значительно уменьшает помехи от близлежащих по частоте мощных телеграфных станций при приеме слабых дальних сигналов.