Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Так как выпрямленные напряжения бгх, и Пдх действующие на сопро-'.'--.: тивлениЯх гх, и ль пРопоРциональны напРЯжениЯм Г, н бго то РезУльтиРУющее напряжение на выходе частотного демодулятора равное разности бгд, и бгах при' .".~: резонансной частоте будет равно нулю, т. е. У,,= Ух,-беде=О. При расстройке этой системы контуров, вызванной изменением частоты входного сигнала, произойдет поворот вектора ЕУ, относительно вектора бг, иа,'-: угол, отличный от 90', как показано на рис.
25.9 гс Направление поворота зависит ' '! от знака расстройки. При этом изменятся значения С, и бго как показано и,„ б)х/2 Щ2 Е/, в х Рнс. 25.9. Схема двухконгурного частотного детектора ~а), его схема аамегденив )о) и вехгорные диаграммы (в), (г) Лг*кгЬггя 25. Демсдудято ы зг~ектрическнх сигналов ьпрямляются диодными детекторами и и У„ь т.
е. 1/„,„=1/а,-//аа. ства, выходное напряжение которых зацего колебания. При фазовой модуляции величину /ььр=К„х,а11), где К„,м -- козфдует. что для демодуляции фазомодуливрать значением начальной фазы, отнозменения фазы. Источником начальной не, начальная фаза которого принимает- фазового демодулятора, должно сравни- и ьр„ опорного напряжения 1/.„ н вырабанальцое разности этих фаз. Иначе говоналов совпадают, то выходное напряже1/„„, ( ~)=3 1)=1 0 /ььо ;$~й Рнс 25 10.
Графнх наредагочной харакааристда дауххон г/рьього частотяога дамддудкгора 271 $::: , на векторной диаграмме при расстройке. Послс выпрямления этих напряжений ,-' разность напряжений Сг„и 1/гп не будет равна нулю, что соответствует проекциям векторов Ь', и 1/, на вертикальную ось. Прн изменении знака расстройки изменя;.
ется н злак разности напряжения (/„,„=1/ан-1/аь Основные достоинства такого ' частотного демодулятора состоят в следующем: ° оба контура настраиваются в резонанс на цеьпральной частоте несущей, т. е, СЬ г = 0Ьь . = ОЬгн ° достаточно высока липсиносгь передаточной характеристики; ° отсугствуст выходное напряжение на частоте резонанса. 1'рафик передаточной характеристики частотного лемодулятора при из- 1: мспеннн напряжения расстройки приведен на рис 25.10.
На этом графике ~) =А/Д, .1;:.. где /г -.- коэффициент связи катушек /-, и /,, Д вЂ” — добротность колебательной системы Выполненное рассмотрение работы частотного демодуляьора показывает, что лри демодуляции производится следующая цепь преобразований: 1) изменение частоты /Ьго преобразуется в изменение фазы /Ььр поворота вектора С~, отцоситель;:;::.
но вектора 1/ь 2) изменение фазы Ььр преобразуется в изменение амплитуды векторов Е/ь н 1/м 3) напряжения //ь и 1/, вь Ф) формируется разность напряжений Ц„ Фазовые демодуляторы --- зто устрой висит от изменения начальной фазы песуь вачалышя фаза несущей ьр, изменяется на ';,; фнциент фазовой модуляции. Оююда еле ровмшого колебания необходимо распоп ';.:. сительно которой производится отсчет и -'.
- фазы обычно является опорное ььапря>кеьь ;, ся равной гра ьобьь ьььо считают, что ьр„=О) Устройство, выполняющее функцию .: вать фазу гр„принятого колебания с фазо ':.. тыкать выходное напряжение, пропорцио ..'; ря, если фазы принятого и опорного сиг пне должно быть равно нулю. При '', положителыюм изменении фазы ,': дьу=гр; ьр,>0 выходное напряжение ;:: . также будет положительным и за- висящим от разности начальных -'. ' фаз..При отрицательном изменении ::: фазы /ьд=гра-гр„ус0 выходное на., пряжение лолжно изменять знак, т, е. становится отрицательпым. Однако такое рассмотрение '..- справедливо только в том слу ьае, '.
если частоты принятого и опорного сипшлов совпадают, т. е ВЬ„,=ОЬа. ЕСЛИ жЕ Этн ЧаетатЫ Ртлед 5. Нелеп!ейные здект онные устройства а) л„, Рне 25.!! Скема днодного фазового детектора (а! н его векторная диаграмма (б! Г ( г„, отличаются, то фазовый детектор вначале работает как частотный, т. е. сравнила:.!: ет частоты колебаний. В связи с этим различшот два режима работы фазовых": демодуляторов: ° синхронный — при совпадении частот колебаний оз„„=гое; ° асинхРонный — пРи отличии частот колебаний о5„„мазо Синхронный режим используется при демодуляции фазомодулированных ся!з ':,".
палов и в различных фазоизмерительных устройствах. Асинхронный режим пахе-"1 ди! применение в системах автоматической подстройки частоты и фазы (ФАПЧ)';, и в следящих узкополосных фильтрах. В качестве фазовых демодуляторов используют олнотактпые, ба!!го!симе,,'! кольцевьге детекторы па диодах или транзисторах. Кроме этого, применяют фазст::!~ вые детекторы на логических элементах. Схема простейшего диодного фазового:.„ детектора на одном диоде приведена па рис. 25.1(а. В этой схеме к диодному ';:..', дерек !оРУ подводитсЯ сУмма двУх папРЯжении: входного и„„=иди = сг„,соз(охи+ей(1)1::; и опорно!.о нов=(!осозо5в!.
Так как эти два напряжения могут иметь фазовый;. сдвиг. то векторная сумма этих напряжений, показанная на рис. 25.11 б, зависит "!' от фазового сдвига между ними. При грмО сумма имеет максимшзьное зпа генке,,:, равное (((„+ Ге). Так как изменение амплитуды входного сигнала может привести:."гг к ошибке детектирования фазы, го на входе такого детектора нужно усганавля-::,'- ва гь амплитудный ограничитель. Х1учшие характеристики имеет бнланспый фазовый детектор, схема которого;:.;;:-" приведена на рис.
25.12. Эта схема практически полностью совпадает 2.„ ИЭ! ед С, со схемой двухконтурпого частотного детектора, с тем отличием, 'по ! вместо напряжения входного сигнагг„,„, ла в лиагопаль мостовой схемь! ;.;; включен источник опорного палрх- а вз женин. Векторные т!иаграмвгы, !.; приведенные на рис. 25.9 н и г, лаи„, казывшот зависимость выходиого',-„;- напряжения от сдвига фаз. Рне 25.!т Схема бананового фазового Наиболее качественные харак- демодтдяторе теристикп имеет схема сипхронногс .7екцив 25.
Демод лято ы здект ичсских сигл1гвов :,: фазового демодулятора па перемножителе напряжений, приведенная па ;-„' рис. 25.13 гз. Основное отличие втой схемы от синхронного амплитудного детек. тора, приведенного на рис. 25.6а, состоит в отдельном входе для опорного напряжения Графики сип!алов на входах и выходе синхронного фазового демодулятора ! ' при различных фазовых сдвигах приведены на рис. 25.13 б, в, е. Из зтих графиков .-: видно, что нулевое выходное напряжение будет при фазовом сдвиге, равном 90е; '=,„. максимальное при ер= 180".
ер = 180' а) ые б) 11Фм 0 Иее 0 0 1' ) ДФМ О в) 0 Нов 0 0 н„ 1гмм О „„,="0 0 Рие. 25.!3. схема фазового 11емодуиагора иа иеремиоа1итеве !а) и диаграммы оигиалов ири разаиеиых фазовых сдвигах !о), (в), !1) Раздел 6 АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ И ФУНК УСТРОЙСТВА ЦИОНАЛЬНЫЕ Лекция 26. Аналого-цифровые преобразователи В связи с этим все типы АЦП можно разделить на две группы: АЦП мгновенных значений напряжения и АЦП средних значений напряжения. Так как операция усреднения предполагает интегрирование мгновенного значения напряжения, то АЦП средних значений часто называют интегрирующими.
При преобразовании напряжения в цифровой код используются три независимых операции: дискретизация, квантование и кодирование. Процедура аналогоцифрового преобразования непрерывного сигнала представляет собой преобразование непрерывной функции напряжения п(1) в последовательность чисел и11„), где л=О, 1,2..., отнесенных к некоторым фиксированным моментам времени. При дискретизации непрерывная функция и(г) преобразуется в последовательность ес отсчетов и1ц), как показано на рис. 23.1 а.
Вторая операция, называемая квантованием, состоит в том, что мгновенные значения функции и(~) ограничиваются только определенными уровнями, которые называются уровнями квантования. В результате квантования непрерывная функция и(г) принимает вид ступенчатой кривой и„.(г) показанной на рис. 2б.2. 274 Виды аналого-цифровых преобразоваталей и их особенности. Аналого-циф-:::.
ровые преобразователи (АЦП) представляют собой устройства, предназначенные для преобразования электрических величин 1напряжения. тока, мощности, сопротивления, емкости и др.) в цифровой код, Наиболее часто входной величинои является напряжение. Все другие величины перед подачей на такой АЦП нужно ','..' предварительно преобразовывать в напряжение. Однако па практике находят применение также преобразователи, например, сопротивления или емкости в цифровой код без промежуточного преобразования в напряжение.
Обычно это позволяет уменьшить пслрешность преобразования, но усложняет проектирование преобразователя и его изготовление. Последнее объясняется тем, что серийные промышленные микросхемы АЦП предназначены только для работы с напряжением. Поэтому в дальнейшем будут рассмотренгя только преобразователи напряжения в цифровой код. В общем случае напряжение характеризуется его мгновенным значением иЦ). Однако для оценки напряжения можно также пользоваться его средним за выбранный промежуток времени Т значением: г 1'.,= ~=т))и(М о Лекчия2б, Аналого-ци оные п еоб аэователи ге ~ а) и(1,) О 1, (т 01;1, Рис 26 1. Процесс лнскрегнтацин (а) и каантоаання (6) неорерыаного сигнал» н(г) Третья операция, называемая кодированием, представляет )лэскретные квантованные величины в виде цифрового кода, т. е. последовательности цифр, подчиненных определенному закону.
С помощью операции кодирования осуществляется условное представление численного значения вшгичины. В основе дискретизации сигналов лежит принципиальная возможность представления их в виде взвешенных сумм: а) ()(г,„,) б) оаания 101 Юо 010 00! 000 0 Ь 2Ь ЗЬ4)г5ЬбЬ и,„ Рис. 2б.2. Характеристика илсаяаного каантоаания (а) и график изменения ногреыности квантования (б) и(1)=1 а„(,(1), ,:;: -. ' где а„— некоторые коэффициенты или отсчеты, характеризующие исходный сигнал в дискретные моменты времени, ('„(1) -- набор элементарных функций, 'используемых при восстановления сигнала по его отсчетам. Дискретизация бывает равномерная и неравномерная. При равномерной дис' кретизации период отсчетов Т остается постоянным, а при неравномерной— ..: период может изменяться, Неравномерная дискретизация чаще всего обусловлена ':,-. скоростью изменения сигнала и потому называется адаптивной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
