З.Б. Дробный частотный детектор

При отсутствии амплитудного ограничения входного колебания (t) выходное напряжение частотного детектора с расстроенными изби­рательными цепями или на основе аналогового перемножителя оказыва­ется зависимым не только от значения , но и от величины . Этого недостатка лишен дробный частотный детектор, или детектор отноше­ний (рис. 3.9).

Дробный частотный детектор содержит два связанных контура LC и , настроенных на среднюю частоту входного сигнала , причем выходной контур включен по схеме со средней точкой и в обмот­ках его формируются противофазные напряжения - . На резонанс­ной частоте = , контуров LC и напряжение на втором контуре оказывается сдвинутым по фазе относительно напряжения на первом контуре на угол . Напряжения на диодах VD1 и VD2, подключенных к контуру, определяются суммой напряжения с катушки и напряже­ния с катушки связи , и резистора . Эти напряжения можно пред­ставить в векторной форме (рис. 3.10) как

(3.13)

Рис. 3.9. Схема дробного детектора

Рис. 3.10. Векторные диаграммы напряжений на диодах дробного детектора

При значении = фазовый сдвиг между векторами и , равняется величине /2 и в этом случае . При значениях > очевидно имеем . При значениях < ш0 получим следующее неравенство: . Через диоды, работающие как ам­плитудные детекторы в режиме «сильных» сигналов, будет проходить ток, имеющий форму синусоидальных импульсов, в котором присутст­вуют переменная и постоянная составляющие. Пути прохождения этих составляющих различны.

Переменная составляющая тока через диод VD1 проходит по цепи , а через диод VD2 - по цепи . Постоянная составляющая токов диодов VD1 и VD2 протекает по одной и той же цепи: VD1, ,, поэтому величина постоянного тока через диоды оказывается одинаковой. Как следует из (3.13) и рис. 3.10, при значении , имеем . Учитывая, что постоянный ток через

диоды по величине одинаков, углы отсечки тока в обоих диодах также одинаковы ( ).

При равенство этих токов может быть обеспечено при соответствующем изменении угла отсечки токов через диоды, а именно при имеем . Если , то . Следовательно, в дробном детекторе при изменении частоты сигнала изменяются углы отсечки токов диодов.

Выходное напряжение дробного детектора может быть записано в виде

(3.14)

Выражение (3.14) можно переписать в форме

(3.15)

Выбирая постоянную времени исходя из следующего неравенства: , где - минимально возможная частота пара­зитной амплитудной модуляции, можно обеспечить практически посто­янное значение суммы в (3.15). В отношении этой же формулы числитель и знаменатель изменяются одинаково при коле­баниях амплитуды входного сигнала. Указанные обстоятельства обеспечивают малую чувствительность дробного детектора к изменению вели­чины входного сигнала вследствие паразитной амплитудной модуляции.