21. Синхронный амплитудный детектор с управляемым косинусно-синусным генератором.

Алгоритм функционирования синхронного амплитудного детектора с управляемым косинусно-синусным генератором приведен на рисунке 3.21. В состав детектора входят 90-градусный фазорасщепитель (ФР) и управляемый косинусно-синусный генератор (УКСГ), выполненный на основе генератора пилообразных колебаний. Частота пилы задается переменной

, (3.3)

где - константа, задающая частоту УКСГ, равную частоте несущей входного АМ сигнала, R – константа управления.

Рисунок 3.21 – Синхронный амплитудный детектор с управляемым КСГ

Текущий отсчет пилы на ее возрастающем участке определяется соотношением

.

Отсчет пилы определяет значения отсчетов косинусной и синусной компонент УКСГ

,

где X_Г – амплитуда генерируемых колебаний.

На выходах фазорасщепителя действуют две квадратурные компоненты детектируемого АМ сигнала

, .

Из рисунка 3.21 следует, что

, (3.4)

где . –мгновенная разность фаз соответствующих компонент входного сигнала и УКСГ

Приращение мгновенной разности фаз за один отсчет равно

Согласно (3.3) , поэтому

. (3.5)

Согласно схеме рисунка 3.21

.

Подставляя последнее соотношение в (3.5), получим

Последнее соотношение выражает связь мгновенной разности фаз с ее приращением и позволяет определить значение в установившемся режиме. Зависимость от приведена на рисунке 3.22.

Рисунок 3.22 – Фазовый портрет кольца фазовой автоподстройки частоты

Синусоида с амплитудой пересекает ось абсцисс в точках а₁, а₂, а₃ ..., b₁, b₂ ... Точки «а» являются точками устойчивого равновесия, т.к. любому увеличению по сравнению со значением в этой точке соответствует отрицательное значение ее приращения , а уменьшению – положительное значение ее приращения. В точках «b» всякому увеличению соответствует ее положительное приращение, приводящее к дальнейшему возрастанию до достижения ближайшей точки «а». Аналогичная ситуация возникает при уменьшении по сравнению со значением в точке «b».

Из рисунка видно, что в точках «а» , а значения равны 0, 2, 4 и т.д., при которых . Поэтому согласно (3.4) выходной сигнал детектора равен

.

Последнее соотношение показывает, что выходной сигнал детектора прямо пропорционален амплитуде входного сигнала, что и требуется для амплитудного детектирования.

Достоинством данного детектора являются малые нелинейные искажения выходного сигнала.