Устройства приема и обработки сигналов.-2

121

0,5 UC t UГ t 1 mcos t cos 2 Ct C Г .

Таким образом, выделяется первая компонента iсм , амплиту-

да которой изменяется по закону модуляции. Максимум полезного сигнала на выходе имеет место в случае C Г . В синхрон-

ном детекторе отсутствует подавление слабого сигнала сильной помехой. Это объясняется наличием сильного сигнала гетеродина, синхронного с полезным сигналом.

Корреляционные детекторы представляют собой перемножители входного сигнала на самого себя. Структурная схема корреляционного детектора представлена на рисунке 3.32.

Рис. 3.32 Структурная схема корреляционного детектора

Принцип работы корреляционного детектора заключается u2 t uВХ2 t M UС 1 mcos t cos Ct 2

0,5 M UС 1 mcos t 2 1 cos2 Ct ,

где M – масштабный усилитель усилительного прибора. Фильтр нижних частот (ФНЧ) выделяет первую компоненту напряжения u2 t . Схема извлечения корня позволяет получить линейные передаточные свойства детектора.

3.4.2 Амплитудный детектор радиосигналов

Амплитудный детектор – устройство, предназначенное для выделения выходного напряжения, повторяющего закон ампли- тудно-модулированного входного сигнала, содержащего полезную информацию. Операция детектирования может быть реализована либо при использовании цепей с периодически изменяющимися параметрами (синхронный детектор), либо путем применения нелинейных элементов (рис. 3.33).

123

Аналогично можно получить и для более сложных сигналов. Основные технические характеристики детектора АМ-сиг-

нала включают:

- точность воспроизведения закона модуляции, оцениваемая коэффициентом гармоник

- эффективность детектирования (коэффициент передачи):

-неравномерность АЧХ;

-влияние сопротивления детектора на технические характеристики последнего каскада УПЧ.

3.4.3Детектор радиоимпульсных сигналов

При обработке последовательности радиоимпульсных сигналов различают два режима: импульсного и пикового детектирования. Импульсное детектирование необходимо для выделения огибающей одиночного радиоимпульса (рис. 3.35, б), а пиковое – для выделения огибающей последовательности радиоимпульсов (рис. 3.35, в). Для детектирования могут быть использованы детекторы АМ-колебаний (рис. 3.33). На рисунке 3.35 представлены эпюры напряжения на входе детектора (а), на выходе импульсного (б) и пикового детектора (г).

Однако для различных режимов детектирования необходимо выполнять определенные требования, предъявляемые к нагрузке детектора. Для обеспечения режима импульсного детектирования необходимо воспроизвести огибающую импульса, несущую информацию о продолжительности или о временном его положе-

Пиковые детекторы воспроизводят закон изменения амплитуд последовательности радиоимпульсов

T RНCН TМ ,

где T – период следования импульсов; TМ – период модуляции.

125

При двукратном детектировании сигнал преобразуется в видеоимпульсы, которые после усиления подаются на вход пикового детектора, выделяющего огибающую радиосигнала (рис. 3.35, г).

3.4.4 Детектор частотно-модулированных сигналов

Детектор частотно-модулированных сигналов предназначен для преобразования высокочастотного напряжения, модулированного по частоте, в напряжение, пропорциональное величине отклонения несущей от ее центрального положения.

Широкое применение ЧМ-сигналов вызвано многими отличительными особенностями: лучшее использование мощности передатчика, более высокая помехоустойчивость. Однако достаточно широкая эффективная полоса спектра ограничивает сферу применения в диапазоне длинных и средних волн. Обычно приемники ЧМ-сигналов используются в диапазоне УКВ и выше.

При гармонической ЧМ с частотой модуляции 2 F

мгновенное значение частоты имеет вид

t Н m cos t ,

где Н 2 fН – несущая частота,

m 2 fm – девиация (наибольшее отклонение) частоты. Отсюда фаза

При проектировании приемников ЧМ-сигналов следует отметить, что структурная схема приемника не отличается от обычного супергетеродинного или другого типа. Единственное отличие от радиоприемников, предназначенных для приема АМ-коле- баний – использование ограничителей амплитуды с целью подавления сопутствующей амплитудной модуляции.

128

На практике наиболее широкое распространение получили частотно-амплитудные детекторы.

Требования к техническим показателям ЧД определяются их назначением:

Точность воспроизведения закона модуляции (kг). Величина коэффициента гармоник не должна превышать 1...2%. Первое условие малого коэффициента гармоник – линейная фазочастотная зависимость статической детекторной характеристики.

Рис. 3.40 Статическая характеристика частотного детектора

Эффективность детектирования определяется крутизной СДХ

Оценка степени подавления АМ входного сигнала. Это оце-

нивается с помощью остаточного выходного напряжения, обусловленного АМ. Зависимость этого напряжения от частоты несущей АМ входного сигнала – характеристика подавления АМ:

Требования к неравномерности АЧХ, величине фазовых ис-

кажений и фильтрации высокочастотного напряжения оценивается, как и для случая с АМ, – детектором. Кроме этого, в ряде случаев необходимо обеспечивать компенсацию вводимых в передатчике предыскажений.

3.4.5 Фазовые детекторы радиосигналов

Фазовым детектором (ФД) называют устройство, предназначенное для преобразования разности фаз двух синусоидальных

129

колебаний одинаковой частоты в напряжение. Основной характеристикой ФД является детектирование сигнала

Рис. 3.41 Обобщенная схема фазового детектора (а) и детектора с преобразованием вида модуляции ФМ в АМ-колебания (б)

Рис. 3.42 Статическая характеристика фазового детектора

В зависимости от соотношения 1 и 2 различают два режи-

ма:

1) 1 2 , 1 2 в радиоприемниках систем фазо-

130

По существу, ФД работает как преобразователь частоты и является перемножителем. Отличие его составляет тип нагрузки. В преобразователе – полосовой фильтр; в ФД – ФНЧ.