6_3 (1086068)

Файл №1086068 6_3 (лекции по УППС (УПОС))6_3 (1086068)2018-01-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

6.3 Частотные детекторы

Частотным детектором называется преобразователь, выходной параметр (напряжение, ток, и т.д.) которого пропорционален мгновенной частоте входного сигнала.

Для входного сигнала uin = Uin cos[(t)]
выходное напряжение частотного детектора Efd ~ (t).

Детекторование частоты возможно путем преобразования ЧМ в другой вид модуляции с последующим детектированием преобразованного сигнала. По виду предварительного преобразования ЧМ сигнала методы детектирования можно разделить на три группы: ЧМ-ФМ-ФД, ЧМ-АМ-АД, преобразование входного сигнала в импульсную форму.

6.3.1 Частотные детекторы с аналоговыми промежуточными преобразованиями

Детекторы с преобразованием ЧМ-АМ.

В таких детекторах ЧМ сигнал преобразуется в АЧМ колебание расстроенными относительно средней частоты сигнала резонансными цепями с последующим детектированием амплитуд­ными детекторами.

АО – амплитудный ограничитель;

m1, m2 – коэффициенты включения

колебательного контура;

Рис.13.7 – Частотный детектор с преобразованием ЧМ-АМ

Промежуточное преобразование ЧМ сигнала в детекторе, схема которого показана на рис. 13.7, реализуется резонансным LC-контуром. В преобразователе используется наклонный участок АХЧ контура, где за­висимость напряжения на кон­туре Uк от частоты f близка к линейной. Резонансная частота контура отличается от средней частоты сигнала на величину fН – рис.13.9. Такой преобразователь называют расстроенным относительно частоты сигнала контуром. При использовании наклонного участка АЧХ контура возникает сопутствующая амплитудная модуляция – рис. 13.8. Изменение амплитуды Uк напряжения на кон­туре соответствует закону изменения частоты входного сигнала. Напряжение с контура подается на амплитудный детектор, выходное напряжение которого функционально связано с мгновенной частотой входного сигнала EД = F(fс).

Частотный детектор с одиночным расстроенным контуром (рис.13.7)

,

где UK0 = I1m1Roe – амплитуда напряжения на контуре при резонансе;

I1 – амплитуда первой гармоники выходного тока АО;
de – эквивалентное затухание контура.

Выходное напряжение детектора

Efd = UK0 m1cos , где – угол отсечки.

Напряжение на контуре Uк = Uко / ,

где Uко = Im1m1m2Rэ; Im1 амплитуда первой гармоники тока на выходе АО; de – эквивалентное затухание контура. Тогда

ЕЧД = Uк cos = Uко cos / ,

где cos – коэффициент передачи амплитудного детектора;

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000Рис.13.13 – Преобразование ЧМ-АМ

 = /de

– обобщенная расстройка контура.

Характеристика детектирования, построенная по выра­жению для ЕЧД, по форме совпадает с АЧХ используемой в ЧД линейной цепи – в данном случае с резонансной характеристикой контура. Подобные простейшие ЧД применяются только в си­стемах с узкополосной ЧМ, поскольку не обладают достаточно линейными детекторными характеристиками. Повысить линей­ность характеристики детектирования ЧД можно уменьшением добротности контура, но лучше использовать балансный ЧД с вза­имно расстроенными контурами – рис. 13.9.

Балансный ЧД с взаимно расстроенными контурами – два ЧД с одиночными расстроенными контурами – рис.13.9. Один из контуров имеет резонансную частоту f01 выше центральной частоты fc входного сигнала, а другой – ниже f02 < fc .

а
)

б
)

Рис.13.9, а), б) – Балансный частотный детектор

Рис.13.9, в) – Балансный частотный детектор с взаимно расстроенными контурами

Балансный частотный детектор с взаимно расстроенными контурами (рис. 13.9, в) содержит два ЧД с одиночными контурами – рис. 13.7; L1C1-контур первого ЧД настроен на частоту f01, превышающую среднюю частоту f0 на f, a L2C2-контур второго ЧД – на частоту f02, которая на f ниже средней частоты входного сигнала f0. При частоте сигнала f = f0 напряжения на обоих контурах одинаковые UK1 = UK2, и выходные напряжения амплитудных детекторов также одинаковы, но противоположны по знаку EАД1 = EАД2 и напряжение на выходе ЧД EЧД = 0 – рис. 13.9. При f > f0 напряжение UK1 на первом контуре становится больше, чем напряжение UK2 на втором, и соответственно |EАД1| > |EАД2| и выходное напряжение частотного детектора EЧД > 0. При f < f0 соотношение напряжений:

UK1 < UK2, |EАД1| > |EАД2| и EЧД < 0.

Характеристика детектирования балансного ЧД с взаимно расстроен-ными контурами практически симметрична, поэтому при детектировании отсутствуют искажения по второй гармонике. При значительном взаимном различии настройки контуров характеристика де­тектирования становится нелинейной.

Детекторы с преобразованием ЧМ-ФМ. Усилитель с одиночным резонансным контуром имеет ФЧХ, такую же как и LC-контур – рис. 13.10, а). Фазовый сдвиг в некото­рых пределах пропорционален разности частоты сигнала и резонансной частоты контура, что позволяет исполь­зовать контур для преобразования изменений частоты в измене­ния фазового сдвига с последующим фазовым детектированием.

Один из вариантов ЧД с промежуточным преобразованием ЧМ – ФМ – АМ показан на рис. 13.10, б). LC-контур настроен на среднюю частоту сигнала. Выходной ток амплитудного ограничителя İ наводит в LC-контуре ЭДС, которая вы­зывает в нем ток İ К. Этот ток создает на контуре напряжение Ū, сдвиг фазы которого зависит от частоты сигна­ла – рис.13.10, а).

Одновременно ток İ создает на катушке связи L2 напряжение Ū0, фаза которого практически совпадает с фазой тока İ в широкой полосе частот. Результирующее напряжение с амплитудой

U =

детектируется АД, состоя­щим из диода и ФНЧ – RН, СН. Напряжение на выходе амплитудного детектора про­порционально напряжению U, которое зависит от фазово­го сдвига = F(f), поэтому выходное напряжение EЧД также за­висит от частоты.

Рис.13.10 – Частотный детектор с преобразованием ЧМ-ФМ

ФЧХ резонансного контура

Схема ЧД с двумя связанными контурами, настроенными на среднюю частоту сигнала, – на рис. 13.11. Плечи ЧД должны быть одинаковыми: RH1 = RH2 = RH; СН1 = СН2 = СН. Два индуктивно связанных контура L1C1 и L2C2 настроены на среднюю частоту сигнала f01 = f02 = f0. На выходе линейной цепи включены два диод­ных детектора, на нагрузках которых выделяются напряжения EАД1 и EАД2. Диоды VD1, VD2 одинако­вы, RH1 = RH2, СH1 = СH2, потому коэффициенты передачи диодных детекторов одинаковы и рав­ны cos. Т.о. EАД1 = UД1 cos и EАД2 = UД2 cos, где UD1; UD2 амплитуды высо­кочастотных напряжений на диодах. Постоянная составляющая тока диода VD1 протекает по цепи VD1RH1  Др  верхняя по­ловина L2 VD1, а постоянная составляющая тока VD2 – по це­пи VD2RH2  Др  нижняя по­ловина L2 VD2. Высокочастот­ный дроссель Др служит для замыкания цепи постоянной состав­ляющей тока диода. Специального вычитающего устройства в схеме ЧД нет, а используется простое сложение напряжений EАД1 и EАД2 в противоположной полярности, следовательно,

EЧД = EАД1 EАД2 = (UD1UD2) cos. (13.48)

Высокочастотная составляю­щая тока диода VD1 протекает по цепи: VD1CH1CH2  общий провод  CБЛL1C1 CСВ L2C2 VD1. К диоду VD1 приложено: половина напряжения на втором контуре 0,5Ū2 и напря­жение на первом контуре Ū1, т. е. ŪD1 = Ū1 + 0,5Ū2 . Напряжение Ū1 выделяется на дросселе Др, подключенном по высокой часто­те параллельно первому контуру L1C1. Для того чтобы индуктивность дросселя Lдр не влияла на индуктивность первого контура, при ее выборе выполняется усло­вия Lдр 10L1.

По аналогии для диода VD2 можно записать ŪD2 = Ū1 – 0,5Ū2; знак «минус» обусловлен «встречным» включением диодов VD1, VD2 – к диодам прикладываются противоположные полярности напряжения и2.

При пояснении принципа работы ЧД с двумя связанными контурами условно будем считать напряжение на первом контуре опорным, поэтому фазу вектора напряжения Ū1 можно принять равной нулю. Из выражения для ЭДС, наводимой во втором кон­туре

Ē2 = jM İ L1= jMŪ1/(r1+ jL1)  Ū1 /L1,

следует, что фаза ЭДС Ē2 совпадает с фазой Ū1 . ЭДС Ē2 вызывает ток во втором кон­туре, İ2 = Ē2 / [r2 + j(L2 – 1/C2 )]. Здесь r1, r2 – сопротивления потерь 1-го и 2-го контуров соответственно.

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
1,41 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6376
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее