Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (3-е изд., 1977) (1151959), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Рне. 8.33. . 8.33. Диаграммы входного и выхолного неприменна в «линейном» детекторе при правильном (и) и неправильном (б) выборе влемеитов нвгрувочной пепи ИС. При импульсной модуляции огибающей в правой части неравенства (8.56) вместо периода модуляции 2п/ь) следует подставлять длительность импульса. При этом предполагается, что интервалы между импульсами велики по сравнению с длительностью импульса. При очень коротких импульсах, длительность которых всего лишь в несколько раз превышает период Те = 2пг'гее («высокочастотный голод») возникают трудности с разделением огибающей и высокочастотного заполнения. Выяснив механизм вьшелення огибающей модулированного колебания, рассмотрим характеристику детектиров а н и я, т.
е. зависимость ы, (() от амплитуды Е (г) высокочастот- ного колебания, В отсутствие модуляции, когда режим работы детектора ничем не отличается от выпрямления высокочастотного колебания с постоянной амплитудой Е, соотношение между и,„,„и Е определяется выражением (8.50), т. е. 1/ = Е сов 0 = сопз(. В 3 8.7 отмечалось, что угол отсечки 0 в выпрямителе весьма мал, так что (/ /Е мало отличается от единицы. В режиме модуляции соотношение между и,,(/) и Е(/) не остается постоянным.
Прн модуляции вверх угол отсечки еще более УменьшаетсЯ и напРЯжение ин„,(1)-~-Е(1). ПРи модУлЯцнн вниз расхождение между и,,(1) и Е(1), наоборот, возрастает. При глубине модуляции близкой к нтнх 1008я, когда амплитуда Е Я уменьшаегся почти до нуля (участок а — б на рис. 8.32), выпрямление происходит на нижнем сгибе вольт-амперной характеристики. На этом участке характеристика близка к параболе и детектирование является квадратичным.
В результате характеристика детектирования У д принимает вид, представленный на рис. 8.34 (сплошная линия). При малых Рнс. 8.34. Хнрнктернстнка нетсктнроннння Ам колебн- а нпнитнфдах она ннадршпична, при ння. больших линейна. Чем больше амплиту- да входного колебания, соответствую. щая пику модуляции, тем меньшую роль играет отклонение характеристики детектирования от прямой линии (штрнховой) вблизи нуля. В заключение рассмотрим вопрос о входном сопротивлении диод- ного детектора, т.
е. о сопротивлении последовательной цепи диод— нагрузка (/сС). Этот вопрос имеет существенное значение для определения затухания, вносимого детектором в колебательный контур источника напряжения (рис. 8.35, а). Ограничимся случаем /1 ~) /ть когда угол 0 настолько мал, что можно считать соз0 ж 1 и Е ян (/я. Мощность, забираемая детектором от источника, равна Е/,/2, где 1, — амплитуда первой гармоники тока через диод.
Мощность же, выделяемая на сопротивлении нагрузки, равна (/я/н. При Р:и Я; практически вся мощность, забираемая детектором, выделяется на К. Поэтому можно приближенно считать Е/с/2 (/я/ ° Поделив левую и правую части на Е', получим /,/2Е ж ((/ ГЕ)(1 /Е), ю 1/,/Е ж 1, 1,1Е = 1%, а /т/Е = 1//1,н„ 'де /х,н, — искомое входное сопротивление детектора. Отсюда находим гузз )(экв 7«)т (8.57) Схема замещения цепи детектора для частоты гое первой гармоники 7, показана на рис.
8.35, б. 'Ес Ф ~6 Рис. 835 Подключение диодного детектора к колебательному контуру усилителя (а) н схема звмегдения детектора (б), позволяюгдвя определить вход- ное сопротивление последнего нв чвстоте го«. Основные результаты рассмотрения принципа амплитудного детектирования с помощью диода можно распространить на любые другие нелинейные элементы, обладающие односторонней проводимостью (вентильным свойством). а.з. чАстОтнОВ и ФАзОВОе детектиРОВАние Напряжение на выходе частотного детектора должно воспроизводить закон изменения дггновгнной частоты модулированного колебания. Представив последнее в форме е (() = Е (()соз (оз ( + 8 (г)), (8.
58) получим для идеального частотного детектора следующую функциональную связь: и „(()=5, — =5«вйго((), (8.59) где 5, = сопя( — крутизна характеристики детектора, выраженная в вольтах на единицу угловой частоты; гтю (0 = г(07гн — мгновенное значение частотного отклонения входной э. д. в. Если пользоваться частотами ~ = го/2п, то в выражении и„,(~) = 5 Ь/(4 (8.60) крутизна характеристики 5«д будет иметь размерность Ву) ц. Предполагается, что сч' ((), а следовательно, и и,„, (() являются '«медленными» функциями времени. Для выделения сообщения из частотно-модулированного колебания, спектр которого состоит только из высокочастотных составляющих (несущая частота и боковые частоты модуляции), необходима нелинейное устройслгво.
Следовательно, частотный детектор обязательно должен включать в себя нелинейный элемент. Однако в этом случае в отличие от ампли- судного детектора для образования частот сообщения одного лишь нелинейного элемента недостаточно. Действительно, из вольт-амперцых характеристик нелинейных элементов видно, что при по:тоянстве амплитуды входного напряжения нелинейный элемент не Реагирует на изменение частоты этого напряжения. Иными словами, нелинейность таких устройств, как диод, проявляется лишь при изменении величины действующего на них напряжения, а не при изменении частоты или в общем случае скорости изменения сигнала.
Поэтому обычный частотный детектор представляет собой сочегапие двух основных частей: )) избирательной линейной цепи, преобразующей частотную модуляцию в амплитудную и 2) амплитуд- 4 ного детектора. Гк При правильном построении схемы частотного детектора изме,ве+Авй! пение амплитуды входного сигнала + не должно влиять иа величину выгк ходного напряжения. Поэтому в схему частотного детектора обычно Рнс. 836.
Онноконтурный частот- входит усгройспюдляограничения ный нетектор. амплитуды входной э. д. с. Иногда ограничение осуществляется установлением специального режима работы усилительного прибора, входящего в состав частотного детектора. В качестве линейной цепи можно использовать лкбую электрическую цепь, обладающую неравномерной частотной характеристикой: цепи И„ттС, фильтры, колебательные контуры и т.
д. В высокочастотной технике большое Распространение получили колебательные цепи. Схема частотного детектора, содержащего простой колебательный контур, представлена на рис. 8.36. Есни резонансная частота контура сор отличается от средней частоты модулированного колебания со„то изменение амплитуды напряжения па контуре У„повторяет в известных пределах изменение частоты входного напряжения (рис. 8.87). Изменение амплитуды У„высокочастотного напряжения с помощью диода Д преобразуется в низкочастотное напряжение, которое выделяется на апериодической нагрузке тг,С. Отметим попутно, что при точной настройке контура на частоту ар — — соо сигнал искажается; частота изменения огибающей получается вдвое выше частоты полезной модуляции.
В исходном режиме, т. е. при отсутствии модуляции, рабочая точка должна устанавливаться на скате резонансной кривой. Недостатком рассмотренной схемы является необходимость настройки контура на частоту, отличную от частоты немодулировачного колебания. Кроме того, одиночный колебательиый контур имеет весьма ограниченный линейный участок на скате резонансной кривой.
На рис. 8.38 представлена схема частотного детектора, широко распространенная в приемниках частотно-модулированных колебаний, а также в устройствах для автоматической подстройки частоты генераторов. Она содержит колебательную цепь в виде двух и„ ыр а"а ! Рнс 3 Зт К объяснению работы детектора, представленного на рнс а.зб. индуктивно связанных контуров, настроенных на частоту соа. Напряжение высокой частоты соа ~ Лса подается на базу транзистора, а продетектированное напряжение ио выделяется на резисторах Р, и )та. Катушка индуктивносги ~, (дроссель) преграждает путь току высокой частоты.
Принцип действия данного детектора поясннется эквивалентной гуг р, гг' схемой и векторной диаграм- гВ мои, представленными на В . Е рис. 8.39 и 8.40. + Ф 7 Яг о Пусть Ц вЂ” напряжение Аэ г на первом контуре, а)а — нг + бн втором контуре, а)а и Ц— напряжения в точках В и )) Рис. ВЖ Лвухконтурный частотныд ае. относительно эмиттера (земли). Заметим, что (за и ага предсгавляют собой амплитуды высокочастотных напряжений, приложенных соответственно к диодам Л, и Д,. В отсутствие модуляции, когда частота входного напряжения совпадает с резонансными частотами контуров, напряжение а)„развиваемое на индуктивности второго контура, сдвинуто по фазе на 90' относительно резонанс.
ного напряжения ()гр. Действительно, при индуктивной связи двух одинаковых контуров имеем а а Так каи пРи тп = о~е = сор 2я = пм а тае1/Га = Я„ полУчаем = ( (А4Ц.)(;) () (8.62) т. е. напряжение $)а опережает напряжение х)т на %'. Определим напряжения () и Ц. Учитывая, что средняя точка второго контура присоединена по высокой частоте непосредственно бг л л Я ~г д я) Ю Рис 8.39. Схема аамежения кабира- Рнс. 8.49.
Векторная анаграмма нательной цепи частотного кетектора пряженнй (к рнс. 8.39). (к рнс. 8.38). к точке А и, следовательно, напряжение () является суммой напряжения ()т и половины напряжения а) „получаем Аналогично для напряжения ()4 можем написать (),-()„() — ( — ", ф). (8.64) Модули напряжений $)а и $), одинаковы и равны и,=с,=и„~/ ~ «.(~ +)', а фазы симметричны относительно фазы напряжения ()тр. Соответствующая этому случаю векторная диаграмма представлена иа рис, 8.40, а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
