1 Общие сведения.
Частотным детектором (ЧД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала. В частотных детекторах частотно-модулированное колебание преобразуется в колебание, модулированное по амплитуде и фазе, либо в последовательность импульсов, модулированных по частоте, с последующим применением амплитудного или фазового детектора и фильтра низкой частоты. При этом, для воспроизведения формы модулирующего сообщения x(t) с наименьшими нелинейными искажениями, детекторная характеристика должна обладать достаточной линейностью.
Частотно-модулированный сигнал (ЧМ сигнал) имеет вид:
,
где Uc - амплитуда входного сигнала со средней частотой ωс, ωm – девиация частоты.
Методы получения информации о законе изменения мгновенной частоты ω(t) сигнала uc(t) основаны :
На преобразовании изменения частоты колебания в изменение амплитуды с последующим детектированием амплитудно-модулированного сигнала;
На преобразовании изменения частоты колебания в изменение фазы с последующим детектированием с помощью фазового детектора;
На преобразовании ЧМ сигнала в последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной отклонению мгновенной частоты сигнала от средней частоты, с последующей низкочастотной фильтрацией.
2 Основные характеристики частотного детектора.
Детекторная характеристика представляет собой зависимость выходного напряжения uвых от величины ω отклонения мгновенной частоты сигнала относительно средней частоты ωс. Уровень нелинейных искажений, имеющий место при детектировании, определяется видом детекторной характеристики и тем меньше, чем меньше степень нелинейности этой характеристики. По виду детекторной характеристики можно определить допустимый диапазон изменения мгновенной частоты, при котором нелинейные искажения не будут превышать определенного предела.
Крутизна детекторной характеристики определяется для линейного участка этой характеристики как производная
.
По аналогии с показателем усилительных приборов, крутизна Sчд характеризует передаточные свойства частотного детектора.
Коэффициент передачи частотного детектора определяется при гармонической модуляции x(t) cos(t) с частотой отношением:
,
где U – амплитуда низкочастотного сигнала на выходе частотного детектора.
Частотная характеристика представляет собой зависимость амплитуды низкочастотного сигнала U на выходе частотного детектора от частоты модуляции при условии постоянства амплитуды модулирующего сигнала. Для уменьшения зависимости результата частотного детектирования от паразитной амплитудной модуляции входного сигнала uc(t), вызванной, например, прохождением его через избирательные цепи предварительных каскадов с неравномерной АЧХ в полосе прозрачности, перед детектором обычно включают амплитудный ограничитель, либо сам детектор строят таким образом, чтобы в нем самом осуществлялось это ограничение.
Коэффициент подавления паразитной амплитудной модуляции характеризует степень подавления такой паразитной амплитудной модуляции.