- •Введение
- •Сигналы в радиоэлектронике
- •Общие сведения о радиотехнических сигналах
- •Классификация радиотехнических сигналов
- •Помехи в радиотехнических системах
- •Способы аналитического описания сигналов
- •Интегральное преобразование сигналов
- •Комплексная форма представления сигналов
- •Векторное представление сигналов
- •Представление сигналов динамическими моделями
- •Энергетические характеристики сигналов
- •Спектральное представление периодических сигналов. Ряды Фурье
- •Спектральное представление непериодических сигналов. Ряды Фурье
- •Модуляция сигналов
- •Назначение и виды модуляций
- •Амплитудная модуляция аналоговых сигналов
- •Спектр амплитудно-модулированного сигнала
- •Глубина амплитудной модуляции
- •Амплитудная модуляция цифровых сигналов
- •Сигнал при импульсной модуляции
- •Внутриимпульсная линейная частотная модуляция
- •Радиоэлектронные устройства
- •Радиоприемные устройства
- •Детекторный приемник
- •Приемник прямого усиления
- •Супергетеродинный приемник
- •Каскады радиоприемных устройств
- •Детекторы радиосигналов
- •Классификация детекторов
- •Амплитудные детекторы
- •Детектирование импульсных сигналов
- •Преобразователи частоты
- •Общие принципы гетеродинного преобразователя частоты
- •Типы преобразователей частоты
- •Балансный преобразователь частоты
- •Автогенераторы
- •Условия самовозбуждения и стационарности автогенераторов
- •Колебательные характеристики
- •Системы автоматической регулировки усиления
- •Системы автоматической подстройки частоты
- •Синтезаторы частот
- •Аналоговые синтезаторы частот
- •Цифровые синтезаторы частот
- •Радиопередающие устройства
- •Классификация радиопередатчиков
- •Основные блоки радиопередатчиков
- •Параметры радиопередатчиков
- •Суммирование мощностей сигналов генераторов радиопередатчиков
- •Обобщенная структурная схема длинно- и средневолновых радиопередатчиков
- •Основы оптимального радиоприема
- •Оптимальный радиоприём как статистическая задача
- •Помехоустойчивость
- •Основные понятия теории статистических решений
- •Апостериорная плотность вероятности
- •Оптимальное обнаружение сигналов
- •Обнаружение сигналов как статистическая задача
- •Ошибки при обнаружении сигнала
- •Оптимальное обнаружение квазидетерминированных сигналов
- •Оптимальное различение детерминированных сигналов
- •Оптимальная оценка параметров сигнала
- •Фильтрация параметров сигнала
- •Современные сетевые технологии
- •Беспроводные технологии
- •Технология Wі-Fі
- •Архитектура іеее 802.11
- •Беспроводная технология WіМах
- •Принципы построения сотовых сетей
- •Радиальные системы с каналами общего доступа
- •Системы с сотовой структурой
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Каскады радиоприемных устройств
Детекторы радиосигналов
Классификация детекторов
Современные радиоприемные устройства широко используют аналоговую и цифровую реализации отдельных функциональных узлов, в том числе детекторов, поэтому следует различать цифровые схемы, которые могут либо повторять принципы аналогового детектирования, либо реализовывать алгоритмы, отличающиеся от аналоговых, широко применяемых на практике.
В литературе нет установившегося названия устройствам, выполняющим операцию сравнения и одновременного преобразования одного вида сигнала в другой. В зависимости от области применения используют понятия: различитель, дискриминатор, демодулятор, детектор.
Дискриминаторам (от латинского discriminato - различать) различителем называют устройство, преобразующее отклонение параметра некоторого входного воздействия от заданной (эталонной) величины в выходное напряжение
. (54)
Проведем классификацию аналоговых детекторов на основе анализа ряда установившихся терминов и понятий. В радиосистемах различного назначения информацию обычно передают изменением какой-либо величины синусоидальных колебаний: амплитуды, частоты, фазы. Поэтому на приеме должен применяться соответствующий детектор (дискриминатор, демодулятор). Амплитудный детектор (АД) - это устройство, преобразующее разность амплитуд входных воздействий в выходное напряжение
. (55)
Различают фазочувствительные и нефазочувствительные АД их классификация приведена на рис. 28.
Рис. 28
В фазочувствительных АД знак выходного напряжения зависит от фазы входного напряжения. В нефазочувствительных, схемы которых не отличаются от схем обычных выпрямителей, выходное напряжение сохраняет свой знак независимо от фазы входного напряжения.
Частотные детекторы (ЧД) преобразуют отклонение частоты входного воздействия относительно некоторой эталонной частоты в выходное напряжение
. (56)
В соответствии с указанным, ЧД классифицируют по величине , способу задания и другим параметрам. Классификация ЧД приведена на рис. 29.
Рис. 29
По способу задания эталонной частоты все ЧД можно разделить на две группы:
с настройкой эталонного фильтра (колебательного контура);
с подачей на один из входов ЧД гармонического колебания эталонной частоты.
К первой группе ЧД относятся резонансные апериодические схемы. В резонансных детекторах определяется резонансными контурами. Они используются на частотах кГц. Апериодические детекторы (дискриминаторы) применяются на низких частотах при кГц. Ко второй группе ЧД относятся дискриминаторы нулевых биений с .
К резонансным ЧД относятся детекторы на расстроенных контурах, с фазовым сравнением, кварцевые, дробные (детектор отношений), резонансные, индуктивные с фазовым автовыбором. К апериодическим ЧД относятся детекторы с RC-цепью, с фазовращающей цепью, с ФНЧ и ФВЧ, мостовые. Близко к группе частотных детекторов (дискриминаторов) примыкают корреляционные.
Фазовый детектор (ФД) – это устройство, выходной сигнал которого определяется разностью фаз колебаний, подаваемых на его входы. Мгновенное значение выходного напряжения ФД
, (57)
где - нормированная характеристика ФД;
- мгновенная разность фаз входных напряжений.
Разнообразные схемы ФД по принципу действия можно разделить на две большие группы: нелинейные векторомерные и параметрические. Классификация ФД приведена на рис. 30.
Рис. 30
К векторомерным относятся ФД, в которых выходное напряжение образуется сравнением амплитуд векторных суммы и разности колебаний и с помощью нелинейных элементов и последующего детектирования результирующего сигнала.
Детекторы (дискриминаторы) этой группы используют на высоких частотах. Наиболее распространенными дискриминаторами этого типа являются балансные и кольцевые. Балансный ФД с квадратичными амплитудными детекторами эквивалентен перемножителю входных колебаний с последующей фильтрацией высокочастотных составляющих.
К параметрическим относят детекторы, в которых преобразование разности фаз сигналов в выходное напряжение осуществляется при помощи линейных цепей с переменными параметрами. Параметры линейных цепей можно изменять плавно или скачкообразно. Параметрические ФД часто называют коммутационными. В коммутационных ФД одно из колебаний, называемое опорным, периодически изменяет параметры электрических цепей. В качестве коммутатора (ключа) применяют чисто механические прерыватели; электронные или транзисторные схемы. Коммутационные ФД используются обычно на сравнительно низких частотах (до сотен килогерц). В ряде случаев, в том числе, когда требуется специальная характеристика ФД, например, в цифровых синтезаторах частоты, используются импульсно-фазовые дискриминаторы.
В общем случае ЧД и ФД можно рассматривать как последовательное включение преобразователя входного сигнала в изменение амплитуд и два АД.
Цифровые детекторы могут быть реализованы как прототипы известных аналоговых, например, амплитудных детекторов.
Различают три принципа построения цифровых ЧД (ЦЧД):
ЧМ сигнал преобразуется в сигнал с AM с последующим амплитудным детектированием - это ЦЧД на расстроенных резонаторах;
в ЧМ сигнале создается дополнительная ФМ относительно входного ЧМ сигнала с последующим фазовым детектированием, причем опорным для ФД является исходный ЧМ сигнал; в автокорреляционном квадратурном ЧД реализуется 2-й принцип; различают также и обычные автокорреляционные ЦЧД;
по 3-му принципу построен цифровой синхронно-фазовый детектор (ЦСФД).
Различают обычную и квадратурную схемы ЦСФД, в них продетектированный сигнал создается в цепи управления частотой управляемого генератора.
Цифровые ФД строят на основе перемножителя и цифрового ФНЧ, а также по квадратурной схеме, включающей преобразователь Гильберта и косинусно-синусный генератор (КГС).