Частотные детекторы

Частотным детектором называется устройство, служащее для получение напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала. При частотной модуляции входной сигнал описывается следующим выражением:

- девиация частоты

Принцип частотного детектирования состоит в преобразовании частотного колебания в линейной системе в колебание с другим видом модуляции с последующим детектированием преобразованного колебания.

Чаще всего ЧМ колебание преобразуют в АЧМ колебание, у которого амплитуда меняется в соответствии с частотой или фазочастотное с последующим детектированием.

Простейшим детектором с преобразованием ЧМ в АЧМ является детектор с одним колебательным контуром

Недостатки простейших детекторов:

1. Недостаточная линейность характеристик детектирования, что приводит к искажениям

2. Малая крутизна характеристик детектирования, т.е. слабый выходной сигнал

3. При изменении знака отклонения от несущей частоты, выходной сигнал не меняет знак. Таким образом, его нельзя использовать в АПЧ.

Эти недостатки устраняются в балансных частотных детекторах

Балансный частотный детектор с взаимно расстроенными контурами:

Усилители промежуточной частоты

Усилители промежуточной частоты обеспечивают в супергетеродинном приемнике основное усиление и основную частотную избирательность принятого сигнала (избирательность по соседнему каналу)

Соседними каналами приема называются каналы, непосредственно примыкаемые к основному каналу приема и имеющие ширину, равную ширине полосы пропускания основного канала. Соответственно, в любом радиоприемнике имеется два соседних канала

УПЧ должен обеспечить усиление сигнала до величины, необходимой для нормальной работы следующего каскада. Избирательные цепи УПЧ определяют форму АЧХ и полосу пропускания всего ВЧ тракта приемника. Идеальная АЧХ УПЧ должна иметь прямоугольную форму, однако практически реализовать такой усилитель невозможно

Отличительной особенностью УПЧ является фиксированная настройка. Это позволяет использовать в качестве избирательной нагрузки УПЧ сложные колебательные цепи (полосовые фильтры). В этом случае УПЧ называют полосовым усилителем

Применение полосовых фильтров позволяет приблизить АЧХ УПЧ к идеальной

Различают узкополосные и широкополосные усилители. Усилитель считается узкополосным в случае, если выполняется следующее неравенство:

Узкополосные УПЧ являются основным типом усилителей, используемых в радиоприемном устройстве. В случае, если , то усилитель называется широкополосным

Широкополосный усилитель частот применяют в приемниках импульсных сигналов

По способу обеспечения требуемой избирательности, различают УПЧ с распределенной и с сосредоточенной избирательностью

К первому типу относят УПЧ, у которых формирование необходимой резонансной характеристики обеспечивается всеми каскадами УПЧ, построенными по идентичным схемам

К УПЧ второго типа относят усилители, у которых функция избирательности и усиления разделены. Формирование необходимой АЧХ обеспечивается одним каскадом, обычно первым. Все последующие каскады служат в основном только для усиления и представляют собой апериодические или резонансные усилители с избыточной полосой пропускания

В первом каскаде в качестве полосового фильтра обычно используется фильтр сосредоточенной избирательности. УПЧ с сосредоточенной избирательностью используются в приемниках на биполярных транзисторах или ИМС. В этом случае в первом каскаде принимаются меры по уменьшению шунтирования фильтров сосредоточенной избирательности (ФСИ) малыми входными и выходными сопротивлениями усилительных приборов и расширению вследствие этого полосы пропускания УПЧ, что неизбежно ведет к снижению коэффициента усиления. Это нежелательное явление компенсируется последующими апериодическими каскадами

Для оценки свойств УПЧ используются такие же характеристики, как и для УРЧ