2.2.3. Частотный детектор (чд)

В ЧД осуществляется нелинейное преобразование входного воздействия, в результате которого напряжение на выходе становится пропорциональным отклонению частоты сигнала относительно частоты настройки ЧД и не зависит от амплитуды и начальной фазы входного сигнала. При расчётах необходимо пользоваться статической характеристикой ЧД, по которой можно определить коэффициент пропорциональности между напряжением на выходе ЧД и отклонением частоты сигнала на его входе.

Значение коэффициента пропорциональности можно принять равным единице. Кроме того, следует считать, что интервал частот, в пределах которого статическую характеристику можно считать линейной, превышает возможные отклонения частоты сигнала на входе ЧД. С учётом принятых ограничений напряжение на выходе ЧД будет равно:

U_чд = (t),

то есть пропорционально частотному отклонению входного процесса. Полезная информация является постоянной величиной, равной _o, а все флуктуации на выходе ЧД обусловлены случайными изменениями фазы аддитивной смеси. Частотные отклонения смеси равны производной фазы, а выходное напряжение ЧД U_чд = (t) = ´(t),  где ´(t) – производная фазы аддитивной смеси. Из последнего следует, что статистические характеристики процессов на выходе ЧД полностью определяются характеристиками производной фазы аддитивной смеси и в итоге определяют погрешность оценки измеряемого параметра.

При больших отношениях сигнал/шум корреляционная функция производной фазы равна:

K_´ ( )= -d² K_ ( )/d ²

Приведённая формула для вычисления корреляционной функции производной определяет аналогичную характеристику выходного напряжения ЧД, а, применив преобразование Винера-Хинчина, можно получить выражение, характеризующее энергетический спектр. По полученным выражениям находят числовые характеристики. Оценивают время корреляции и эффективную ширину энергетического спектра. Составляется отношение сигнал/шум на выходе ЧД, при этом можно ввести гармоническую модель ЧМ на входе. Делается вывод об изменении отношения сигнал/шум в сравнении с входным отношением. При оценке плотности распределения производной фазы, а, следовательно, и выходного напряжения ЧД целесообразно обратиться к 2, 3 .

3. Определение погрешностей оценки измеряемого параметра

Значение оценки измеряемого параметра получают для сигнала на выходе УНЧ, а погрешность находят в результате анализа спектрально-корреляционных характеристик и вычисления дисперсии на выходе УНЧ. Методика нахождения статистических характеристик на выходе УНЧ такая же, как и при исследовании УПЧ, особенность лишь в свойствах входного воздействия и параметров цепи. УНЧ включает в себя усилитель с коэффициентом усиления К_нч, величина которого не зависит от частоты сигнала на входе, и фильтр нижних частот, нормированная АЧХ которого приведена в таблице заданий.

Для определения мощности шумов на выходе УНЧ, характеризующих погрешность в оценке информационного параметра, необходимо найти интеграл от спектра на выходе УНЧ или, вычислив корреляционную функцию, найти дисперсию как частное значение К_нч(=0).