Частотный детектор
Основные характеристики
Детекторная
характеристика частотного детектора
– зависимость
от разницы частот настройки детектора
и мгновенным значением частоты входного
сигнала:
Крутизна характеристики.
2. Диапазон линейной части детекторной характеристики.
3. Коэффициент нелинейных искажений и коэффициент гармоники.
Выделяют частотные детекторы с преобразованием в амплитудную модуляцию, импульсные частотные детекторы и преобразователи в фазовую модуляцию.
Частотный детектор с преобразованием ЧМ в АМ.
На входе ч.д. включается частотно зависимый элементарный направленный контур, в любой … зависит от частоты входного воздействия, отсюда на выходе формируется наиболее эквивалентное амплитудно- модулируемому и далее АМ детектируется.
Рассмотрим вид простейшего ЧМ колебания:
… гармонической модуляции:
,
где
-
девиация частоты.
Где
-
глубина
модуляции.
Рассмотрим детектор с преобразованием АМ в ЧМ.
Предположим,
что
мало, тогда проведем разложение до
первого слагаемого:
При
Показатели механизма преобразования ЧМ в АМ и отсюда из полученного выражения определяется детекторная характеристика и ее крутизна.
Характеристики ЧД примерно от АД сигнала, надо перед детектирование необходим ограничить амплитуду входного воздействия, для чего используется амплитудное ограничение, а именно:
…Есм такова, чтобы диоды были закрыты.
Если Uвх < Есм, внутреннее сопротивление диодов велико и ток через ограничитель не протекает.
Если Uвх > Есм, то диоды открываются и через ограничитель протекает ток, т.е. ограничитель шунтирует предыдущий каскад.
Частотные детекторы с расстроенными контурами.
Одноконтурная схема.
Введем в рассмотрение коэффициента передачи для первого четырёхполюсника и введем в рассмотрение его АЧХ.
Максимальная чувствительность детектора достигается при максимальном значении Sчд.
Определим условие maxim Sчд.
……………
Детектор на 2-х разбросанных контурах.
Контуры имеют одинаковую ….распределение относительно несущей.
Токи в нагрузке протекают встречно => выходное ….вычитается.
Крутизна в 2 раза выше по сравнению с 1 случаем.
Условие maxim крутизны.
Частотные детекторы на настроенных контурах.
К этой группе относятся схемы частотных дискриминаторов и дробных детекторов, частотные дискриминаторы применяются в системах ФАПЧ, АПЧ, дробные применяются для детекторов радиовещательных приемников. Предполагается, что контура ч.д. настроены на несущую, а принцип работы в преобразовании частотного сдвига в фазовый с последующим детектированием.
Схема частотного дискриминатора
Предполагается, что С3 имеет большую емкость и L3 имеет большую индуктивность. С3 и L3 обеспечивают подачу входного сигнала в среднюю точку дискриминатора и обеспечивают режим по постоянному току.
В зависимости от расстройки выделяем 2 случая:
1.
,
т.е. ……
Во
втором контуре наводится ЭДС
Где М- коэффициент взаимной индукции для трансформатора, под действием наведенной Е, начинает протекать ток i2.
Введем Rn.
при резонансе,
=>
Рассмотрим напряжение приложенное к диодам.
,
при
.
Входное напряжение к L3 приложено …. к обоим диодам.
Кроме того, через индуктивность L3 замыкается цепь по постоянному току.
U2 противофазно приложено и к диодам. => Напряжение на диодах определяется в системе сложением U1 и U2.
Амплитуды на диодах одинаковы Uд1m= Uд2m.
2.
=>
…….
Uд1m ≠ Uд2m
Детекторная характеристика аналогична предыдущему случаю, однако схема дискриминатора обладает меньшей крутизной, т.е чувствительность меньше,…. .
2. Дробный детектор.
Используется встречное включение диодов, L1 – C4, выполняет фунцию аналогично предыдущему случаю. С3 предполагается большим, главное построение R-C цепи.
Аналогично предыдущему случаю на диодах формируются сигналы.
UCH1=UC3 - UCH2 <= > UC3=UCH1+UCH2
2.
Считаем, что схема…. UR1= UR2= UR
,
Выделяем одно … :
Поскольку, Uвых, определяется отношением, то изменение числителя и знаменателя пропорционально и взаимно компенсируют => паразитная АМ модуляция ( т.е. измен. Ампл.) подавляется, т.е не нужен амплитудный ограничитель. Пред. С3 велико => ∆UC3 => медленное => Uвых мало зависит от изменения входного сигнала.