Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Помеха создает с сигналом биения и может вызвать как увеличение, так и уменьшение амплитуды результируюгцих колебаний. Поэтому необходимо, чтобы ограничение наступало уже прн достаточно малых амплитудах сигнала (рис. 17,31,а). На рис. 17.31, б приведены амплитудные характеристики ограничителя.
Наилучшей из них является характеристика 2, Амплитуда входного сигнала в отсутствие помех и искажений сг' а должна располагаться правее порога ограничения с достаточным запа- Рнс, 17 30. Схема динамического амплитудного ограничителя 413 т бьм Урадене имппитурьг гианипи бее намел УреЖь есбруевтибнвее аеривииенив лар тр тби бу Рис. 17.31, Амплитудное ограничение: а — выбор уровня ограничения; б — статичесвие амплитудные трактеристиви ограни. чнтеля сом для эффективного ограничения как при увеличении, так и при уменьшении амплитуды. Характеристики ограничителей, приведенные на рис.
17.31, б, являются статическими. Оба типа ограничения можно осуществить не только с помощью диодов, но с помощью транзисторов. Для ограничения снизу следует выбирать режим при малом токе начального смещения, а для ограничения сверху — при малом коллекторном напряжении. 17ЛЗ.
ЧАСТОТНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ Частотное детектирование применяется для получения на выходе детектора постоянного или изменяющегося напряжения, величина которого определяется мгновенной частотой входного коле-,' бания. Частотное детектирование применяется для детектирования . ЧМ-колебаний, в системах автоматической подстройки частоты . генераторов и т. п. Для осуществления частотного детектирования используется зависимость амплитуды или фазы напряжения на колебательном контуре от частоты колебаний. Частотные детекторы, использующие зависимость амплитуды; от частоты.
Предположим, что ЧМ-колебание подано на вход ре-! зонансного усилителя, контур которого расстроен относительно, средней частоты подаваемого колебания так, что для средней ча- ' стоты напряжение на выходе примерно в два раза меньше напря-, жения при резонансе. Пусть добротность контура такова, что спектр ЧМ-колебания ие выходит за пределы линейного участка', склона резонансной характеристики. В этом случае выходное напряжение усилителя окажется промодулированным по амплитуде:, (рис.
17.32). Подав это напряжение на амплитудный детектор, по-: лучим на его выходе напряжение с частотой модулирующего; сигнала. Недостатком такого простейшего частотного детектора с одниМ: колебательным контуром является наличие нелинейных искаже-',:", ний вследствие нелинейности резонансной характеристики колеба-'1 414 17.32. Использонание расстроенного колебатель- нонтура для преобразоизния ЧМ-колебания и олебаиие 17.ЗЗ Расположение состаилявщих спектра несущей и боковых частот относительно резонансной кризой расстроенного нолебательного контура прн малом индексе модуляции, но зысокой модулируазщей ча- стоте тельного контура. Кроме того, выходное напряжение успевает следить за изменениями сопротивления колебательного контура лишь при медленном изменении частоты. При быстром изменении частоты возникают переходные процессы, также вызывающие искажения, которые можно проиллюстрировать следующим примером. Пусть ЧМ-колебание имеет малый индекс модуляции и изменение частоты не выходит за пределы линейного участка склона резонансной кривой, как показано на рис.
17.33, ио частота модулирующего сигнала велика. Тогда спектр ЧМ-колебания, состоящий из несущей и двух боковых составляющих, не укладывается в пределы линейного участка характеристики. В этом случае на выходе усилителя с резонансной кривой 1см, рнс, 17.33) фактически имеются только составляющие несущей и верхней боковой частот, а составляющая нижней боковой частоты практически отсутствует, Очевидно, что огиба1ощая несущей и верхней боковой частот является огибающей биений. Биения, как было показано в $17.10, по форме отличаются от синусоиды.
Для отсутствия искажений необходимо, чтобы в пределах линейного участка склона резонансной кривой лежали не только изменения частоты, но и все существенные по амплитуде составляющие спектра ЧМ-колебания. Частотные детекторы, использующие зависимость фазового сдвига от частоты. Фазочастотный дискриминатор. Схема фазочастотного дискриминатора показана на рис.
17.34. Напряжении высокой частоты на каждом из диодов равно векторной сумме напряжения на первом контуре и напряжения на соответствующей половине катушки второго контура. На векторной диаграмме, приведенной на рис. 17.35, показано сложение этих напряжений п и Резонансной частоте. то гол а г зг Рис. 17.35. Векторная диаграмма суммарного и разностного напряжений, подаваемых иа диоды дискриминатора при резонансе Рис. 17.34. Схема фазочастотного дискримина- тора т г "и т г гта --' и г "л Рис, 17.37. Характеристика дискриминатора — зависимость по. стояиного выходного напряжения от частоты на входе Рис 17.3б. Векторные диаграммы сум- марного и разностного напряжении: а — прн частоте ниже реаонаненоя; б — прн частоте выше реаонаноноя Результат сложения напряжения Уг с половинами напряжения Угт при уменьшении частоты показан на рис.
17.36,а, при увеличении — на рис. 17.36, б. Выходное напряжение дискриминатора (17.28) 41а 1('а ! ((тх( изменяется с частотой так, как показано на рнс. 17.37. Максимальная линейность среднего участка характеристики получается при одинаковой добротности обоих контуров (с учетом шунтнрующего влияния диодов) и коэффициенте связи между контурами порядка йев = 2,6йев.яр = 2,56 (17.29) Реальная схема фазочастотного дискриминатора обычно не содержит высокочастотного дросселя, и вместо двух конденсаторов, шунтирующих нагрузки детекторов, включается один.
Типичной является схема частотного дискриминатора на рис. 17.38. Детектор отношений. В приемниках ЧМ-колебаний наряду с фазочастотным дискриминатором широко применяется детектор Рис 17.38. Схема иастотиосо дискриминатора Рис. 17.39. Схема детектора отношений отношений (рис. 17.39). Контуры 1 и И настроены в резонанс. Коэффициент связи между этими контурами в детекторе отношений меньше й„„.
Обычно берут (17.30) нов 0,5йсв, и. С катушкой контура ! связана катушка И7, не являющаяся составной частью колебательного контура И, настроенного в резонанс с контуром !. Связь между катушками ! и И! очень сильная. Обычно витки катушки ! наматываются вместе с витками катушки И!. Напряжение на катушке И! совпадает с напрягкением на контуре !. Собственная добротность второго контура выше, чем у первого контура, примерно в полтора раза. Диоды, подключенные к второму контуру, шунтируют его своими входными сопротивлениями, обеспечивая динамическое амплитудное ограничение высокочастотного колебания (см.
$ 17.12). При изменении частоты напряжения У, и У, на диодах изменяются так же, как и в фазочастотном дискриминаторе, с той лишь Разницей, что выпРЯмленное сУммаРное напРЯжение 10~(+(с1и) не может меняться быстро из-за наличия конденсатора большой емкости С (С=2 — 10 мкФ), включенного параллельно сопротивлениям нагрузки й~ и !ахи. При изменении частоты может изменяться только отношение напряжений ((7,! и (Уа!.
На рис. 17.40 схематически показаны напряжения на емкостях С~ и См суммарное и выходное напряжения детектора отношений. ат закан № пах Рис. 17.40, Диаграмма наиряягений в детекторе отношений Рис. !7.41, Схема квадратурного детектора Сопротивления )х, и 17 включены для улучшения амплитудного ограничения. Напряжение на выходе детектора отношений равно ~1Ц+1 и,~ 111,1-(и,~ (17.31) 2 2 Это напряжение в два раза меньше выходного напряжения фазочастотиого дискриминатора.
Однако поскольку в дискриминаторе не устраняется амплитудная модуляция, то перед ним приходится помещать каскад ограничения, тогда как детектор отношений в предварительном ограничении не нуждается. Так как каскад амплитудного ограничения имеет коэффициент передачи, значительно меньший, чем каскад усиления, общий коэффициент усиления схемы с детектором отношений выше. Квадратурный детектор. Структурная схема квадратурного детектора показана на рис. 17.41. Если емкость С взять очень малой (обычно С=6,8 пФ), то можно выполнить условия Х,))Я, где У— сопротивление колебательного контура, равное при резонансе эквивалентному сопротивлению контура 14 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
