Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Преобразователем модуляции является цель из контуров 1,С, и 1.>С>, настроенных на среднюю частоту принимаемого сигнала. При отсутствии модуляции напряжение па втором контуре Ох сдвинуто на 90' по отпошен>по к напря>кению па первом контуре О,, а при ЧМ между О~ и Ох появляется дополнительный сдвиг сг, пропорциональный изменению частоты. Покажем это с помощью векторных диаграмм. Исходным для их построения возьмем вектор О~ (рпс.
5.36,а). Ток 1ы в катушке 1., отстаст по фазе от напряжения О> па 90', Этот ток наводит во втором контуре ЭДС Е=- — )мМ1ы, под действием которой возникает ток 1ь 1!а резонансной частоте 1, совпадает по фазе с В. Он создает на катушке /х папря>кение О>, опережающее по фазе ток 1> иа 90'. Поэтому па резонансной частоте О> и Оз сдвинуты по фазс па 90'. Если частота сигнала выше резонансной частоты контуров ()с)(с), ток 1> отстает по фазе от ЭДС Л па некоторый угол ср (рис.
5.36,б), так как сопротивление второго контура имеет индуктивный характер. Напряжение Ох по-прея<нему опережает 1с па 90', поэтому О, сдвинуто относительно О~ на угол, больший 90'. Р.налогично можно показать, что при !,()с фазовый сдвиг между О, и Ох меньше 90' (рнс. 5.36,в). Таким образом, изменение ча- 6* !63 ь, 4Г5а 4Щ т г -4ю а».- дгх Рвс. 8.38 Рвс, 6.36 где Рис.
5.37 !64 стоты преобразуется в изменение фазового сдвига между напряжениями на первом н втором контурах. Эти напряжения подаются на диоды фазового детектора, построенного по типу схемы на рис. 5.22. Напряжение 0~ здесь играет роль опорного и приложено к диодам синфазно. Оно снимается с первого контура через разделительный конденсатор С,.
Напряженис О, приложено к диодам противофазпо. На каждом из диодов напряжение равно геометрической сумме напряжений первого контура н половины напряжения второго 0„,=01+0,50г и О„с=0~ — 0,50г (рис. 5.37). Напряжение иа выходе определяется разностью выпрямленных напряжений У,,= ((0„~ ! — ) О„г !) К„.
При отсутствии модуляции )Ои1(=(Оиг( (рис. 5.36,а), 0,„„=0. Изменение частоты вызывает изменение сдвига фаз между 01 и Ог и соответствующее изменение напряжений О„и О г (рис. 5.36, б и в). Значение и полярность выходного напряжения зависят от значения и направления изменения частоты входного сигнала. Детекторная характеристика аналогична показанной на рис.
5.3!. Для анализа представим детектор эквивалентной схемой (рис. 5.37), где выход транзистора УТ~ заменен генератором тока Уг, О,„ с эквивалентной проводимостью Угг=бгг+)гэСгг. Емкость Сгг учитывается настройкой первого контура, резистивная проводимость Огг влияет на эквивалентное затухание контура. Трансформиру- ем параметры генератора тока ко всему контуру и перейдем к схеме с генератором ЭДС (рис, 5.38). Здесь Е1 находится как в 9.3.)3 (рис, 3.27): Е,=трд0„/)вС, где С=С1+тгСгг+С„. Составим уравнения Кирхгофа для связанных контуров: Е1 — — 1121 — 1г)гаМ, 0=1гйг — 11)ыМ, и Решим их относительно токов 1, = Е, У,/(У, Уг+ы'М'); 1г = Е, ! ыМ/(У,Я +ы'М').
(5.53) Здесь 2, =р,(би,+) у); 2г =р,(б„+! у) (5.54) — сопротивление контуров. Найдем напряжения на диодах: 0„,=1,)егЕ,+0,51г)вЕг, Оси=1,)гаЕ,— 0,51г)гаЬ., (555) Параметры контуров полагаем одинаковыми (С,=Сг=С, 11-1г= =1., б„-с/иг=би), как это обычно и делается на практике; кроме того, вблизи резонанса сгс/ы !.
Подставляя (5.53) и (5.54) в (5.55) и учитывая значение Еь получаем в+ 1(у+ 0,5й) иг = гг ис Р и+1(У вЂ” 0,53) Уиг = )и Уы У„р (и + 1 у)' + ь' Переходя к модулям Уи, и У„г после простых преобразований, найдем напряжение на выходе и,„, = К, ((У„! — ! Оиг !) = т У„ /7, У„К, гр (,"), (5.56) ф (0)- У)+!с+ 0 55)г — )/1+ (5 — 0,58)г (5.57) у'!1+ Рг — в')г+ 45г Здесь 5=у/б; 6=/с/г/. Зависимость ~р(5) является нормированной характеристикой детектора. Она симметрична относительно начала координат. Правая часть семейства характеристик р(в) изображена на рис. 5.39. Наиболее близка к линейной детекторная характеристика в ее средней части при ()=0,5...2. Рассмотренные частотные детекторы требуют предварительного амплитудного ограничения сигнала.
Можно видоизменить де- 155 йх Исх Рис. 5.40 !66 Ряс. 5.42 Рис. 5.41 !67 Ф тектор со связанными контурами й4 (рис. 5.35) так, чтобы он приобрел дополнительные свойства ограничителя. Для этого меняется полярность одного из диодов, резисторы нагрузки )сь >с> шунтируются конденсатором большой емкости Сс, продетектированное напряжение снимается между средними точками соединения С„ г 2 а с> Х с Ес и й>ь 11> (рис. 5.40).
Напряжения на диодах по-прежнему определяются векторными диаграммами на рис. 5.36. Постоянная составляющая тока обоих диодов протекаст в перазвствленной цепи 1>ДИ Е>, УД>, )сь Яг, создавая падение напряжения на 1сь >с>. Благодаря большой постоянной времени цепи Яь >хм Сс напряжение (1а с большой инерционностью сохраняется равным среднему значению сигнала.
Поэтому при изменении амплитуды входного сигнала меняются углы отсечки токов (5,14), а слсдовательно, и входные сопротивления диодпых детекторов. Лмплптудпая модуляция подавляется так жс, как в ограничителе па рнс. 5.18, вследствие различного шунтирования контуров детектора в зависимости от амплитуды сигнала. Так, при увеличении амплитуды созО умепыпается, угол отсечки тока каждого диода увеличивается, входные сопротивления диодных детекторов уменьшаются и силь> ее шуптируют контуры преобразователя вида модуляции.
При ! меньшепии амплитуды контуры слабее шунтпруются входными сопротивлениями диодных детекторов. Для предотвращения возможной в данном случае перекомпснсации амплитудных изменений обычно вкл>оча~от небольшие сопротнвлсния (показаны иа рис, 5АО штриховыми линиямн), не зашунтированные большой емкостью Сс. Переменные составляющие токов диодов протекают соответственно по цепям УДО Ем Ем 1с> Сс н УДИ С, )см Ез, Ем создавая на конденсаторах С, и Сс напряжения звуковых частот и„и и,с. При ЧМ соотношения между и,1 и и„меняются, сохраняя постоянным суммарное значение и„+и,>=Е>с=-сопз!. Поэтому детек- тор назван дробным или детектором отношений. Выходное напряжение между точками соединения Сп Сс и г(о )сс и„„,=и„— игн =и„— 0,5Е>, !!ОСКОЛЬКу Е>С=Ис1+Ись В дробиОМ дстсхторв Иссх=0,5(Ис~ — Исз), т.
с, в два раза меньше, чем в детекторе на рис. 5.36. На усилитель звуковых частот напряженно поступает с выхода детектора через цепь коррекции прсдыскажений Й„С,, создаваемых и передатчике для подчеркивания верхних частот модуляции. Резистор )с> на рис. 5.40 устраняет нежелательные резонансные явления в цепи Е;Сз. Совмсщенпе функций ограничителя и частотного детектора удешевляет детектор, но при разделении этих функций качество ограничения и детектирования может быть лучше. Поэтому дробный детектор нашел применение в дешевых радиовещательных прнсмниках. В интегральном исполнении находят применение частотные детекторы типа показанного на рис. 5.41, в которых преобразователем частотной модуляции в фазовую служит пе колебательный контур, а элемент задержки, фазовый сдвиг в котором Ч>=с>т про> орционален частоте.
В качестве опорного напряжения используется входной сигнал. Напряжение на выходе фазового детектора зависит от фазового сдвига, следовательно, в некоторых пределах пропорционально частоте. Поскольку ток сигнала па входе частотного детектора после ограничения имеет вид почти прямоугольных импульсов, задержку несложно реализовать с помощью дискретно-логических цепей.
На рис. 5.42 приведена схема частотного дстсктора, построенная па логической интегральной депп типа 4И вЂ” НЕ. Элементом задер>кки являются три ячейки И вЂ” НЕ, вторые входы которых никуда пс подключаются. ?!рп этом па них устанавливается потенциал, соотвстствуюьций логической единице, Четвертая ячейка 1! — НЕ выполняет функцию ключевого фазового детектора (каскад совпадения). На рис. 5.43 показаны временные диаграммы папря>кенни в разных участках пецп из двух значений частоты входного сигнала (1,))с).
При положительной полуволне входного сигнала с амплитудой, прсвышающсй пороговое напряжение срабатывания псрвон ячейки, па се выходе устанавливается потенциал, соответствующий логическому нулю. Сигнал на выходе ячейки сдвинут от- игх Рис. 5.43 Рис. 5.45 Рис. 5.45 Однооохорон- ыь) и нид ограни†ФИН нхххяегь доход иг ~~игр ре и г одюхиая иь ь и, ),сР4ю"орое нио огронигьход~ чияхень иг Рвс.
5.44 Рис, 5.47 155 носительно входного на время т. Пройдя трн ячейки с задержкой Зт, сигнал поступает на вход четвертой ячейки, выполняющей функции каскада совпадения. На выходе этого каскада формируются импульсы, длительность которых обратно пропорциональна частоте сигнала.
Фильтр нижних частот выделяет среднсе значение напряжения импульсов. Крутизна детекторной характеристики пропорциональна времени задержки. Линейная зависимость между выходным напряжением и частотой нарушастся, если результирующая задержка Зхо превысит половину периода входного сигнала, поэтому берут ~,„(1/бто, Такие детекторы нашли применение в телевизионных приемниках и многоканальных системах радиорелейной и спутниковой связи. В заключение рассмотрим импульсно-счетныс частотные детекторы. В ннх ЧМ сигнал преобразуется в последовательность импульсов с неизменной амплитудой и длительностью. Частота следования импульсов зависит от частоты входного сигнала, т. е. ЧМ сигнал преобразуется в сигнал с время-импульсной модуляцией (ВИМ). В рсзультатс усреднения последоватсльности импульсов .".'лучаем напряжение, пропорциональное числу импульсов в единицу врсмепи, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
