Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 41
Текст из файла (страница 41)
5.57,г). Форма напряжения и', на выходе УФ~ показана на рис. 5.57, б, а на выходе УФ, — на рис. 5.57, д. Импульсы и, с выхода ИД, (рис. 5.57, в) имеют период следования Т, = иl/ь где); — частота сигнала на первом входе ЧД. Импульсы и, подаются на вход о асинхронного А5-триггера. Делитель ИД работает в стартстопном режиме. При появлении напряжения логической ! на выходе Д триггера при действии импульса и, ИДз открывается по входу обнуления Я и начинает считать импульсы частоты Я. При приходе )л-го импульса через время т=т/Д (рис. 5.57, д) на выходе ИД, появляется напряжение логической ), которое, воздействуя на вход Л триггера, переводит его в состояние О (рис.
5.57, ж), после чего ИД. обнуляется и закрывается. Та- ГЛАВА 5 г>5 ким образом, на выходе ИД действую.г импульсы и> (рис. 5.57, е). Каждый из импульсов и, и и> переводит триггер из одного состояния в другое; напряжение на выходе триггера показано на рис. 5.57, лс. Напряжение и,„прикладывается к преобразователю уровня ПУ (рис. 5.56), который должен исключить постоянную составляющую; форма напряжения на выходе ПУ представлена на рис.
5.57, з. Для ПУ можно использова~ь МОП-транзисторы, цепи стабилизации напряжения с ограничителями на диодах и быстродействующие ОУ с регулировкой тока постоянной составляющей в ~очке суммирования. Низкочастотная составляющая, выделяемая из напряжения ипу ФНЧ (см. рис. 5.57, и), Т, Т, Т, При т = >и Я, Т, = пф Е, = (/О(2пф/и/> — 1). (5.49) Согласно (5.49) напряжение Е, линейно зависит от частоты /ь следовательно, ЧМ сигнал следует подавать на первый вход ЧД. Характеристика детектирования. построенная согласно (5.49), показана на рис. 5.58.
Решив (5.49) относительно /; =/;, при Е,= О, найдем 7„= п/;/2т. Рассмотренный ЧД работает при Т, > т, т.е. /, </,п/т, в нем использованы логические элементы и счетчики серии КМОП. Характеристика детектирования ЧД линейна в диапазоне частот ~/;. Выбором значений п, т или /' можно установи~ь значение частоты при Ем = О. Импульсный ЧД обладает свойствами АО: напряжение Е, не зависит от (/„. Поскольку импульсный ЧД не содержит индуктивностей, он удобен для интегрального исполнения.
На рис. 5.59, а приведена схема ЧД с преобразованием ЧМ колебаний в импульсное напряжение, а на рис. 5.59, б показаны диаграммы, поясняющие его работу. Входные сигналы с частотами /; и7' подаются на входы формирующих устройств УФ, и УФ, соответственно. На выходах УФ присутствуют последовательности коротких прямоугольных импульсов и', и и',, частоты повторений которых равны частотам колебаний входных синусоидальных сигналов — ЧМ сигнала (и,„ь /;) и опорного сигнала (и4,57>). Предположим, что /; > /,' и триггеры Тр, и ТР4 находятся в исходном нулевом состоянии (на выходах Д вЂ” логический 0). По срезу камсдого импульса и', триггер Тр, переходит в единичное состояние и",, и Детекторы радиосигналов 217 и, пт и Рис.
5.59 схема совпадения И, закрывается. Аналогично триггер Тр, переходит в единичное состояние под действием импульсов с частотой ~„ а сбрасываешься в нуль под действием импульсов с час~отой /;(гг~). Если после прихода очередного импульса и', триггер Тр, не будет сброшен в нуль до прихода следующего импульса этой последовательности, то последний импульс пройдет на выход схемы совпадения И, (напряжение и,). Другими словами, импульс на выходе И, появляется тогда, когда два соседних импульса и', попадают между двумя соседними импульсами и,'.
Это происходит в те интервалы времени, когда разность фаз входных сигналов примерно равна нулю (при постоянной не равной нулю разности частот)ь ГЛАВА 5 218 Т2 разность фаз входных сигналов непрерывно линейно меняется). Исходя из этого можно найти частоту повторений импульсной последовательности на выходе И, через число )У периодов и,„н за время которых разность фаз входных сигналов меняется от 0 до 2ж Ф= Т ((Т,— Т,), где Т, и Т, — периоды входных сигналов с частотами 1, и Т2 соответственно. Отсюда на выходе И, частота повторений импульсной последовательности Г=1!Т=)~МТ, = (Т,— Т1)! Т,Тз=1;6(1/6 — !К)=Т1 — /;, т,е.
рассматриваемый ЧД работает в режиме непосредственного вычитания частот. Аналогично при 1', < 6 импульсная последовательность с разностной частотой повторений ((; — 1,) появляется на выходе схемы совпадения И . Импульсы с выходов И, и И, поступают на преобразователь уровня, собранный на транзисторах УТ,— УТ,, ко~орый преобразует однополярные последовательности с выходов И, и И, в суммарную двуполярную последовательность импульсов ипж которая затем подается на ФНЧ. Низкочастотная составляющая, выделяемая из напряжения илж Ел=+ И,т!Т=~ Учт 5(; где т — длительность импульсов на выходах И, и И,; ф' — разность час~от входных колебаний. Таким образом, ЧД имеет линейную характеристику детектирования.
Длительность импульсов т определяется параметрами формирующих устройств и для нормальной работы ЧД должна быть малой. Поэтому для увеличения крутизны характеристики детектирования необходимо увеличивать напряжение Уч или включать на выходе УПТ. Выпускаются специальные ИМС ЧД и ИМС, в которые ЧД входит в качестве одного из элементов. В ИМС ЧД час~о строятся по дифференциальной схеме с преобразованием на низкую частоту, при этом расширяется линейный участок характеристики детектирования и уменьшается уровень комбинационных составляющих. 5.14. ДЕТЕКТОРЫ С УПРАВЛЯЕМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ При работе в условиях действия случайных возмущений, обусловленных внутренними шумами приемного устройства, амплитудными флуктуациями входного сигнала и другими причинами, на вход детектора в радиоприемном устройстве поступает радиосигнал, смешанный с шумами.
Зависимость величины помехи (2„, на выходе ЧД от расстройки 5Тимеет вид, представленный на рис 5.60 (зависимость ! ). Эта зависимость справедлива для случая, когда амплитуда помехи мала по сравнению с амплитудой сигнала. Рассмотрение рисунка показывает, что при больших расстройках помехозащищенность сигналов с ЧМ резко падает. детекторы радиосигналов 219 Рис. 6.60 Одним из широко применяемых эффективных методов борьбы с этим недостатком ЧД является введение предискаягений ЧМ сигналов на передаче путем подъема высокочастотных составляющих.
Причем для выравнивания сигнала на передающем конце предискажения должны быть введены с АЧХ (рис. 5.60, кривая 3), обратной АЧХ приемника (кривая 2, рис. 5.60). При прохо>кдении сигнала в приемнике через цепь с АЧХ А(ЛЯ вида 2 (рис, 5.60) шумы, имеющие небольшую расстройку, будут ослаблены (их относительный вес). Если необходимо получить высокую крутизну дискриминационной характеристики, можно использовать усилитель, однако он будет усиливать и сигнал и шумы, поэтому его применение не решает задачу повышения крутизны дискриминационной характеристики. Можно повысить крутизну применением узкополосных фильтров, однако это приводит к затягиванию переходных процес- Рис. 6.61 ГЛАВА 5 220 сов и уменьшению размаха рабочего участка характеристики.
Эффективным методом повышения крутизны является использование дискриминаторов с управляемой характеристикой, реализуемых на основе устройств с взаимными обратными связями (УВОС) [71. Структурная схема УВОС имеет вид, представленный на рис. 5.61, где ВУь ВУ,, ВУ, — вычитающие устройства; Огрц Огр — ограничители минимума по нулевому уровню; Атт„Атт,— аттенюаторы, ослабляющие процессы в К раз. Из рассмотрения устройства очевидно, что оно реализует алгоритм Уо' =У,— К1/ш пРи К1/2 <1/, < — 2; (5.50) 1/о~ = 1/ — К1/~п /э К1/, 1/, Для реализации системы уравнений необходимы два канала, в каждом из которых содержится по вычитающему устройству (1/,— — К1/зп и У, — Кс/1 и), по аттенюатору (К1/з~п и К1/, ц), при этом ограничители по нулевому уровню пропускают на выход только положительные значения разностей процессов, т.е.
К1.',< 1/,< /.';/К, а наличие обратных связей также следует из структуры 1/; — К//~". Для устройства с взаимными обратными связями (УВОС) характерны три режима работы; 'мягкий" при К< 1, (детекторная характеристика наклонная); "критический*' при К = 1 (детекторная характеристика релейная) и "жесткий" при К> 1 (детекторная характеристика гистерезисная). В общем случае структуры с обратными связями могут быть реализованы до и после детектора.
На рис. 5.62 — 5.64 изображены схемы, реализующие последетекторную обработку, где ПФ вЂ” полосовой фильтр; РУ вЂ” решающее устройство; СВП вЂ” схема выработки порога. 1 УВОС Рис. 5.52 Детекторы радиосигналов 221 увос Рис. 6.63 Рис. 6.64 Структуры выполнены на основе УВОС, поэтому их называют: частотный дискриминатор с взаимными обратными связями (ЧДВОС вЂ” рис.
5.62), фазовый дискриминатор с ВОС (ФДВОС— рис. 5.63) и амплитудный дискриминатор с ВОС (АДВОС рис. 5.64). ГЛАВА 5 г22 В общем случае для обеспечения изменения крутизны характеристики дискриминатора от наклонной до гистерезисной формы необходимы усилители, а не аттенюаторы. Следует отметить, что при отсутствии шумов повышение крутизны характеристики может быть обеспечено обычным усилителем, однако применение усилителя не обеспечит получения гистерезисной формы характеристики. Достоинством схем последетекторной реализации структур с УВОС является их простота, однако техническая реализация требует выполнения схем с большим количеством каскадов, связанных по постоянному току, что имеет известные недостатки, обусловленные с дрейфом нуля и т.д. К тому же последетекторные алгоритмы обычно обеспечивают более низкие технические характеристики. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
