книги из ГПНТБ / Смогилев К.А. Радиоприемники сверхвысоких частот

выражения для постоянной составляющей тока диодного де­ тектора

а также из рассмотрения рис. 5.12, который иллюстрирует работу обоих диодов.

А'д! и КЯ2 изменяются в пределах 10—15°/о). Поэтому напря­

200

жение на выходе при расстройке в основном определяется из­

к появлению выходного напряжения. Зависимость выходного напряжения от расстройки приходящего сигнала относительно /о, т. е. детекторная характеристика на значительном участке оказывается линейной и имеет достаточно высокую крутизну.

Рассмотрим, что происходит в дробном детекторе при из­ менении амплитуды сигнала,, считая частоту настройки детек­ тора для простоты постоянной.

Выходное напряжение рассмотренного выше дискримина­ тора, как это следует из (5.14), линейно растет с увеличением амплитуды входного напряжения (Лх.--.‘В детекторе отношений этого не происходит по крайней мере по двум причинам. Уве­ личение амплитуды входного сигнала вызывает увеличение напряжений на первом и втором диодах, при этом соответст­ венно увеличиваются сверх оптимальных значений углы от­ сечки © 1 и 0 2 и уменьшаются коэффициенты детектирования Л"Д1 и КЛ2, так как сумма выходных напряжений плеч

£/дх Кц\ ~f- (/до К&2 — (/| “I- (Л — и 0— const

остается постоянной вследствие большой величины емкости Со- Следовательно, одновременное возрастание напряжений на диодах сопровождается снижением коэффициентов детектиро­ вания; последнее приводит к тому, что разность

незначительно изменяется при изменении амплитуды входного напряжения.

Незаметный рост выходного напряжения объясняется

шаются, как это видно из известного выражения для входного сопротивления диода:

р__ ____________ *

201

Уменьшение Rn* благодаря шунтирующему действию на вторичный колебательный контур вызывает снижение коэффи­ циента усиления выходного каскада УПЧ, что равносильно снижению Uвх или демодуляции.

Таким образом, в детекторе отношений при изменении ам­ плитуды входного сигнала вследствие паразитной амплитудной модуляции наблюдается заметное ослабление последней (в 40^60 раз). Поэтому перед дробным детектором ограничи­ тели обычно не применяются.

§5.7. Двухсеточный частотный детектор

Всхемах частотных детекторов с одним и двумя расстроен­ ными контурами для детектирования используется амплитудночастотная характеристика резонансных контуров. В схемах

дискриминатора и детектора отношений используется как ам­ плитудно-частотная, так и фазо-частотная характеристики системы связанных контуров.

Рис. 5.13.

В двухсеточном частотном детекторе используется фазо­ частотная характеристика системы связанных колебательных контуров и известное свойство преобразовательной лампы из­ менять крутизну по сигнальной сетке в такт с изменением напряжения на гетеродинной сетке. Схема двухсеточного ча­ стотного детектора представлена на рис. 5.13.

Колебательные контуры I и II связаны посредством емко­ сти между первой и третьей сетками.. В результате такой свя­ зи, при наличии сигнала в первом контуре, во втором контуре

202

устанавливаются колебания, фаза которых ф отличается от фа­ зы колебаний в первом контуре.

второго контура Яжц становится чисто активным, сдвиг фаз

больше резонансного активного сопротивления второго конту­ ра. Поэтому в цепи емкости СрдЯ и второго контура ток будет' носить емкостный характер, т. е. будет опережать на 90° .вы­

звавшее этот ток напряжение на первом контуре 0 1 но

будет в фазе с напряжением на, втором контуре Оп, сопротив­ ление которого носит чисто активный характер (рис. 5.14,а).

у

<V I,

Рис. 5.14.

При расстройке колебательных контуров относительночастоты принимаемого сигнала, опять-таки вследствие боль­

ток/ц, протекающий через второй контур и емкость Cgl3j. можно считать чисто емкостным и опережающим на 90° на­

пряжение (рис. 5.14,6). Однако напряжение Un на втором контуре теперь не будет в фазе с током /ц. Напряжение Uu;

теперь будет сдвинуто относительно /ц на некоторый фазовый угол ф\ который определяется величиной расстройки Д /с и фазовой характеристикой колебательного контура:

где а = й/о — обобщенная расстройка.

203-

Тогда сдвиг по фазе между напряжениями на первом и втором контурах можно оценить углом ф равным:

Ф = ?£ ± arctga.

При достаточно малых расстройках (в пределах полосы пропускания колебательного контура) фазовую характеристи­ ку можно считать линейной, т. е. можно считать tg a s а. Тогда

откуда следует, что фазовый сдвиг ф линейно меняется в за­ висимости от расстройки А/с и, следовательно, при изменении частоты сигнала.

Посмотрим теперь, к чему приводит изменение сдвига фаз между напряжениями Ux и LJU, линейно зависящего от ча­ стоты принимаемого сигнала.

Пусть напряжение на первом контуре

щ = (Jj cos шс t,

тогда на втором —

Иц — Utt cos (wc t ср).

Напряжение на выходе детектора, как обычно, равно:

где Sm — амплитуда крутизны.

Нагрузкой в анодной цепи является фильтр RC, обладаю­ щий достаточно большой постоянной времени, поэтому второй член выражения (5.24) можно не учитывать, а сопротивление

•204

в анодной цепи считать активным. Тогда постоянная состав­ ляющая напряжения на выходе детектора равна:

(5.25)-

Выражение (5.25) показывает, что постоянная составляю­ щая выходного напряжения зависит от сдвига фаз между напряжением на первом и втором контурах, которое, в своюочередь, зависит от частоты принимаемого сигнала.

и&ых

О

Рис. 5.15.

Следовательно, (5.25) есть аналитическое выражение де­ текторной характеристики рассматриваемого частотного детек­ тора, которая графически представлена на рис. 5.15.

Принимая во внимание (5.23), из (5.25) получим:

В пределах полосы пропускания контура детекторная ха­ рактеристика оказывается линейной. Поэтому полоса пропу­ скания второго контура должна выбираться -в зависимости от заданной девиации.

На рис. 5.16 представлены временные диаграммы, иллю­ стрирующие работу детектора в режиме ограничения, когда анодный ток через лампу протекает только в случае положи­ тельных напряжений на первой и третьей сетках, а его вели­ чина, вследствие верхней отсечки, практически постоянна.

Рассмотренная приближенная картина явления иллюстри­ рует только влияние фазовых соотношений. При Отсутствии

205-

сдвига фаз между напряжениями получается максимальная длительность импульсов анодного тока и, следовательно, наи­ большая величина среднего тока и выпрямленного выходного напряжения. В случае, когда напряжения на сетках находятся в противофазе, анодный ток практически отсутствует. Проме­ жуточное значение сдвига фаз приводит к промежуточному значению тока и выпрямленного напряжения.

§ 5.8. Ограничители в приемниках ЧМ сигналов

Поскольку частотный детектор включает как составной элемент амплитудный детектор, то на выходе последнего сиг­ нал будет обусловлен не только полезной частотной модуля­ цией, но и паразитной амплитудной.

Для ослабления действия паразитной AM применяются, как было сказано выше, ограничители.

Аналитическое выражение поступающего на сетку ограни­ чителя ЧМ сигнала с паразитной гармонической амплитудной модуляцией можно записать в следующем виде:

«вх= CJbx(1 + тпc o s Уп t) c o s (ш0 1 + <j)m c o s Q „ t).

*B результате ограничения необходимо существенно умень­ шить коэффициент паразитной AM .— тп так, чтобы сигнал на выходе ограничителя практически не содержал амплитудной модуляций.

.2 0 6

На рис. 5.17 приводятся графики колебаний на входе и выходе ограничителя. Закон изменения частоты при ограниче­ нии амплитуды не нарушается, а паразитная AM уменьшается.

Коэффициент паразитной амплитудной модуляции на входе ограничителя определяется известным соотношением:

В результате действия ограничителя коэффициент паразит­ ной амплитудной модуляции на его выходе существенно умень­

где h — амплитуда первой, гармоники анодного тока. Эффективность действия ограничителя оценивается коэф­

фициентом '1П, который определяется как отношение коэффи-

207

циентов паразитной амплитудной модуляции на входе и вы­

ходе ограничителя:

тп

тх

Для ограничителей обычно требуется г) = 50_н70 и более. Ограничитель характеризуют амплитудной характеристи­ кой или характеристикой ограничителя, которая определяется как зависимость амплитуды выходного напряжения от ампли­

туды входного напряжения.

На рис. 5.18 изображена типичная амплитудная характери­ стика ограничителя, там же показан порог ограничения. Поро­ говое входное напряжение соответствует точке характеристики ограничителя, правее которой выходное напряжение остается постоянным и не зависит от Vm.

Ограничитель на пентоде

Принципиальная схема ограничителя на пентоде изобра­ жена на рис. 5.19. Лампа ограничителя выбирается с резкой нижней отсечкой анодного тока и ставится в режим, при котором работает с сеточными токами. Для обеспечения ран­ ней верхней отсечки анодного тока напряжения на аноде и экранной сетке выбирают небольшими, порядка 30^60 в.

Работа сеточной цепи ограничителя ничем не отличается от работы сеточного детектора. С ростом амплитуды входного сигнала сеточный ток возрастает, напряжение смещения на со­ противлении R возрастает, при этом рабочая точка (рис. 5.20) смещается влево. Кроме того, ограничение происходит и за счет отсечки анодного тока, как верхней, так и нижней.

208