Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [138] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

Рис. 17.38. Схема частотного дискриминатора

С1

-о Вых о-

Рнс. 17.39. Схема детектора отношений

отношений (рис. 17.39). Контуры I и II настроены в резонанс. Коэффициент связи между этими контурами в детекторе отношений меньше ксе.кр. Обычно берут

kee=0,5kee.np. (17.30)

с катушкой контура / связана катушка /, не являющаяся составной частью колебательного контура II, настроенного в резонанс с контуром 7. Связь между катушками / и III очень сильная. Обычно витки катушки / наматываются вместе с витками катушки /. Напряжение на катушке / совпадает с напряжением на контуре /.

Собственная добротность второго контура выше, чем у первога 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 Ui и [/2 на диодах изменяются так же, как и в фазочастотном дискриминаторе, с той лишь разницей, что выпрямленное суммарное напряжение 1[/1-ь(У2 не может меняться быстро из-за наличия конденсатора большой емкости С (С=2-10 мкФ), включенного параллельно сопротивлениям нагрузки Ri и R2. При изменении частоты может изменяться только отношение напряжений \Ui\ и (/2. На рис. 17.40 схематически показаны напряжения на емкостях Ci и С2, суммарное и выходное напряжения детектора отношений.



Рис. 17.40. Диаграмма напряжений в детекторе отношений

и, (t)


Рнс. 17.41. Схема квадратурного детектора

Сопротивления Rx и Ri включены для улучшения амплитудного ограничения.

Напряжение на выходе детектора отношений равно

и -If/I 1М±Ж - liMziiM

(17.31)

Это напряжение в два раза меньше выходного напряжения фазочастотного 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 Xc>Z, где Z - сопротивление колебательного контура, равное при резонансе эквивалентному сопротивлению контура Ran- В этом случае ток через емкость С сдвинут на 90°, т. е. находится в квадратуре к напряжению Очевидно, что при резонансе «2(0 также сдви-

нуто на 90° относительно «i(0-

Отклонение частоты от резонансной на величину Aif приводит к тому, что напряжение «2(0 получает дополнительный фазовый сдвиг

A9(0 = arctg[2QA,/(0/fo].

При выполнении условия Qfo/2Ai/(0

Дф(/)«2дА,/(0 о.

Для частотной модуляции

Alf(0=Afm(0>

(17.32)

(17.33)

ге Afm -девиация частоты; f (О - нормированная функция времени, соответствующая передаваемому сигналу, например cos Ш.

•418



Рис. 17.42. Структурная ФАПЧ

схема

и. It)

Псрестраи-Заемь/й

Считаем, что =созф(/); «2(0 =з!п[ф(0+Дф(0]- Произ-

ведение напряжений

Ux(t)Ui{t) =созф(0 [sin ф(Осоз Дф(/) Л--boos ф {t) sin Дф [t) ] «0,5 sin 2ф {t) -f

+ 0,5з1пДф(0 соз2ф(0+0,5 81пДф(0. (17.34)

Первые два члена отсеивает фильтр нижних частот. В последнем члене из-за малости Дф(0 можем считать синус равным углу. Согласно (17.32) и (17.33) последний член характеризует модулирующее напряжение, что соответствует частотному детектированию.

Квадратурное детектирование широко применяется в современных радиоприемниках. Выпускается много интегральных микросхем для квадратурного детектирования, к которым подключается внешний колебательный контур. В качестве перемножителя используется дифференциальный усилитель. При достаточно больших амплитудах он работает в ключевом режиме. В результате одновременно осуществляется и амплитудное ограничение.

Применение ФАПЧ для частотного детектирования. На рис. 17.42 показана структурная схема ФАПЧ. Схема содержит перемножитель напряжения сигнала и местного гетеродина. При совпадении частот сигнала и гетеродина и фазовом сдвиге 90° на выходе фильтра нижних частот напряжение равно нулю. Отклонение частоты сигнала от частоты гетеродина создает между ними фазовый сдвиг и на выходе появляется напряжение, пропорциональное этому сдвигу. Это было показано при объяснении работы квадратурного детектора.

Напряжение на выходе фильтра нижних частот, управляющее частотой перестраиваемого гетеродина, используется в качестве выходного сигнала - результата частотного детектирования.

17.14. ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Фазовым детектором называется устройство, напряжение на выходе которого зависит от разности фаз двух сравниваемых напряжений одной частоты или очень близких частот.

Фазовые детекторы применяются в широком диапазоне частот от нескольких десятков герц до десятков мегагерц. Схема фазового детектора показана на рис. 17.43.

Напряжение на диоде VDI равно f/i = t/i-bt/ii, а на диоде VD2



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [138] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0015