Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Этот процесс преобразования называется детектированием. Как и всякое преобразованйе колебаний, детектирование возможно только при использовании нелинейного элемента. Наиболее просто производится детектирование АМ колебаний (рнс. !1.25). Если подать высокочастотные колебания, промодулированные по амплитуззе, на нелинейный элемент д е т е к т о р, обладающий односторонней проводимостью (в качестве такого 288 экранирующую сетку подается нормальное положительное напряжение с делителя напряжения и генератор работает, а при отжатом ключе экранирующая сетка соединяется с катодом (заземдяется) и генератор запирается.
При ручной телеграфии операторы передают до 20 — 25 слов в минуту, а при использовании быстродействующих телеграфных аппаратов скорость передачи доходит до 300 — 500 слов в минуту. Нетрудно подсчитать, что прн этом длительность телеграфных сигналов получается порядка десятых тысячных долей секунды, что в тысячи раз больше длительности посылок при импульсной модуляции.
Соответственно и полоса пропускания приемника, необходимая для удовлетворительного воспроизведения телеграфных сигналов; может быть взята в тысячи раз меньше, чем при описанных выше методах импульсной модуляции. Узная полоса пропускания прием-. ника, имеющая порядок сотен герц или единиц,килогерц, — важнейшая особенность телеграфных передатчиков и приемников. Возможность максимального использования мощности передатчика и узкая полоса сигналов приводят к тому, что дальность связи при телеграфной работе значительно возрастает по сравнению с дальностью связи, получаемой прн телефонной работе с тем же передатчиком. элемента может быть использован полупроводниковый или электровакуумный диод), то ток в его цепи приобретает форму оннусоидальных импульсов, амплитуда которых изменяется пропорционально интенсивности звукового сиг. нала. Все гармонические составляющие и постоянная составляющая периодичесной последовательности импульсов, представляющая собой среднее значение тока за период, пропорциональны амплитуде импульсов.
Следовательно, постоянная составляющая тока в цепи детектора (д изменяется пропорционально напряжению сигнала, промодулировавшего колебания в передатчике. Ее отфильтровывают от высокочастотных составляющих тока с помощью фильтра, обычно состоящего из резистора )г и конденсатора С малой емкости. Высокочастотные составляющие тока проходят через конденсатор, не создавая значительного напряжения на нем. Этот кон- э) Рис. 11.25.
Детектирование АМ колебаний: а — процессы в цепи детектора; б — схема де- тектора Рис. 11.26. Преобразование ЧМ колебаний в АМ с помощью расстроенного контура !Π— 131 денсатор необходим также для того, чтобы все высокочастотное детектируемое напряжение полностью попадало на диод Д (при отсутствии конденсатора часть этого напряжения падала бы на резисторе )г). Звуковая составляющая тока, проходя через резистор й, создает на нем напряжение, которое затем передается в последующую цепь.
Возникновение напряжения звуковой частоты на фильтре можно объяснить и не прибегая к понятию о гар монических составляющих тока. Импульсы тока, проходя через реэисторЯ, создают на нем падение напряжения, которое заряжает конденсатор. За промежуток времени между импульсами конденсатор успевает только частично разрядиться через резистор, вследствие чего в интервале между импульсами на- пряжение на резисторе не исчезает полностью. Каждый новый импульс подзаряжает конденсатор. Таким образом, на конденсаторе создается некоторой усредненное напряжение, которое изменяется пропорционально амплитуде импульсов.
При детектировании ЧМ колебаний можно сначала превратить изменение мгновенной частоты в изменение тока высокочастотных колебаний, т. е, преобразовать ЧМ колебания в АМ. Это достигается подачей ЧМ тока в цепь контура с собственной частотой (аю расстроенного относительно средней частоты передатчика (ьр (рис. 11.26).
В этом случае изменение частоты передатчика в ту или другую сторону приводит к изменению амплитуды высокочастотных колебаний в контуре, причем ЧМ коле- бання преобразовываются в АМ. Последние же могут быть продетекгирова. ны описанным выше способом. Недостатком данного метода является наличие значительных нелинейных искажений, возникающих вслвдсгнпе нелинейности резонансной характеристики контура. Кроме того, при описанном выше способе детектирования ЧМ колебаний изменения амплитуды колебаний на входе детектора будут вызывать изменения выходного напряжения.
Следовательно, помехи, наводимые в приемной антенне, будут создавать искажения «ипнала на выходе. Чтобы исключить это, можно поставить ло детектора амплитудный ограничитель, однако это приводит к уменьшению амплитуды сигнала на входе детектора. На практике широко применяют схемы частотных детекторов (их также называют частотными различнтелями или дискриминатор ам и), в значительной мере .свободные от отмеченных выше недостатков. На рис.
11.27,а изображена схема наиболее широко распространенного дискриминатора. Частотно.модулированные колебания снимаются с первого контура, настроенного па среднюю (несущую) частоту сигнала; на нее же настроен второй контур. Оба контура связаны индуктнвно и через емкость конденсатора связи Сьь Индуктивность разделительного дросселя Ьр выбирается настолько большой, что для токов высокой частоты его цепь оказывается практически разорванной. Высокочастотное напряжение подводится к двум диодам, включенным по даухтактной схеме и нагруженным на /7С-фильтр, конденсаторы которого С, и С, предстзвлиют практичесии короткое замыкалие для токов высокой частоты. Если учесть это, то из рассмотрения схемы на рис.
11.27 следует; что на диоде Д, действует сумма двух высокочастотных напряжений: напряжения на первом контуре и напряжения на верхней (по схеме) половине катушки второго контура, т. е. (/х,=Сю+ + (/ь а на диоде Дз — напряжение (/хт=~(/ю+1/з. Поскольку напряжения имеют различные фазы, этн суммы следует рассматривать как векторные. Рассмотрим сначала, как будет работать схема в режиме молчания, когда принимается только несущая частота, иа которую настроены оба контура.
Пусть в некоторый момент времени вектор напряжения Сю занимает горизонтальное положение (рис. 11.27, б). Ток /ю в катушке /ч отстает от напряжения (/ю на 90; а наводимая им во Рнс. 1!.27. Частотный разлнчнтель (дискриыинатор): а — схема; б, в и г — векторные диаграммы при разных частотах 290 втором контуре ЭДС еьз согласно выражению (3.!) опережает его по фазе на 90'. В настроенном контуре ток 1,з находится в фазе с этой ЭДС, а создаваемое им напряжение У,з иа катушке (.з опережйет ток 1чз на 90'. Для обоих диодов половины этого напряжения складываются с напряжением (Гю в противоположных фазах, как это показано на рис.
11.27, б. Абсолютные значения векторов результирующих напряжений на диодах в этом случае одинаковы, и сумма падений напряжений от выпрямленных токов на нагрузке равна нулю. Иное положение сложится, если в результате модуляцяи частота генерируемых колебаний уменьшится. Тогда в векторных диаграммах произойдут следующие изменения: ток 1,з опередит ЭДС е,з и соответственно повернется вектор напряжения У,з.
В результате амплитуда напряжения на диоде Л~ станет больше, чем на диоде Лз (рис. !1.27,в), поэтому падение напряжения от выпрямлеиного тока на резисторе )(з будет больше, чем .на резисторе )гь и на выходе появится напряжение ()ьм*ФО. Построив аналогично векторную диаграмму для случая ))(» (рис. 11.27,г), легко убедиться, что знак напряжения на выходе изменится на обратный. Разность напряжений на диодах, а следовательно, и напряжение на выходе растут пропорционально отклонению мгновенной частоты от несущей. Это и позволяет преобразовать ЧМ колебания непосредственно в звуковые.
Детектирование ФМ сигналов может быть произведено тем же способом, но в усилителе низкой частоты необходимо ввести частотную коррекцию (построить схему так, чтобы коэффициент усиления был обратно пропорционален частоте), без которой высоние частоты будут воспроизводиться с большей интенсивностью, чем низкие. Детектирование АИМ и ШИМ сигналов осуществляется так же, как обычных АМ сигналов. При детектировании колебаний с ФИМ последовательность продетектированных импульсов, сдедующих один за другим через различные промежутки времен~и, преобразуют в последовательность импульсов, промодулированных по ширине, и уже из них выделяют напряжение звуковых частот.
11.6. ПРКОБРАЗОБАТЕЛИ ЧАСТОТЫ В ряде случаев оназывается необходимым преобразовать колебаешя одной частоты в колебания другой, более высокой или более низкой. Преобразование частоты в целое число раз осуществляется с помощью у м н'о ж н т ел е й — ~резонансных усилителей, нагрузочные контуры которых настраиваются на одну из высших гармоник возбуждающего напряжения. Несколько сложнее производится преобразование частоты при некратном отношении частот преобразуемого и преобразованного сигналов. С таким преобразованием мы уже сталкивались в процессе модуляции; при этом благодаря одновременному воздействию двух напряжений различных частот (несущей частоты и частоты модуляции) на лампу, работающую, на нелинейном участке характеристики, на выходе кроме колебаний несущей частоты появляются колебания боковых частот, равные разности и сумме частот, воздействующих на лампу напряжений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
