- •Устройства приема и обработки сигналов
- •Введение
- •I. Классификация радиоприемных устройств
- •Супергетеродинные приемники
- •II. Основные характеристики радиоприемников
- •1. Чувствительность.
- •2. Избирательность.
- •3. Динамический диапазон.
- •Шумы колебательного контура
- •Шумы антенны
- •Шумы активных элементов
- •Коэффициент шума
- •Использование коэффициента шума
- •Коэффициент шума каскадного соединения 4-полюсника
- •Влияние антенного фидера на общий коэффициент шума
- •IV. Входные цепи
- •Входные устройства, работающие на настроенные антенно-фидерные системы
- •Автотрансформаторное входное устройство
- •Двойная автотрансформаторная схема входного устройства
- •Входное устройство с последовательным включением индуктивности
- •Трансформаторное входное устройство
- •Особенности входных цепей различных частотных диапазонов
- •Входные цепи на коаксиальных линиях
- •Входные цепи на полосковых линиях
- •Входные цепи на объемных резонаторах
- •Входные устройства приемников декаметровых и более длинных волн
- •Трансформаторное входное устройство
- •Входное устройство с емкостной связью между контуром и антенной
- •Входная цепь с ферритовой антенной
- •Борьба с приемом помех на промежуточной частоте
- •V. Усилители радиочастоты
- •Основные требования и качественные показатели
- •1. Резонансный коэффициент усиления по напряжению
- •Резонансный усилительный каскад умеренно высоких частот
- •Устойчивость резонансного каскада
- •Методы повышения устойчивости резонансных каскадов
- •Транзисторные малошумяшие усилители диапазона свч
- •Регенеративные малошумящие усилители диапазона свч
- •Шумовые свойства регенеративных усилителей
- •Полупроводниковые параметрические усилители
- •Усилители на туннельных диодах (утд)
- •VI. Усилители промежуточной частоты (полосовые усилители)
- •Усилители с одноконтурными каскадами, настроенными на одну частоту
- •Усилители с двухконтурным фильтром
- •Усилители с фильтром сосредоточенной селекции
- •VII. Преобразователи частоты
- •1.1. Основные качественные показатели преобразователей
- •7.2 Общая теория преобразователей частоты
- •7.3. Преобразователи частоты на полевых и биполярных транзисторах
- •7.4 Диодные преобразователи частоты
- •7.5 Балансные преобразователи частоты
- •7.6 Кольцевые преобразователи
- •7.7 Преобразователи без зеркального канала
- •VIII. Детекторы радиосигналов
- •8.1 Классификация детекторов
- •8.2 Амплитудные детекторы
- •8.3 Синхронные детекторы
- •8.4 Диодные детекторы
- •8.5 Амплитудные детекторы в режиме детектирования сильных сигналов
- •8.6 Искажения сигнала при детектировании
- •8.7 Особенности ад на биполярных транзисторах
- •8.8 Импульсный детектор
- •8.9 Фазовые детекторы
- •8.9.1 Фазовые детекторы коммуникационного типа
- •8.9.2 Фазовые детекторы перемножительного типа
- •8.10 Частотные детекторы
- •8.10.1 Частотные детекторы с амплитудным преобразованием
- •8.10.2 Частотные детекторы с фазовым преобразованием
- •8.11 Детекторная характеристика чд на линиях задержки
- •8.12 Дробный частотный детектор
- •8.13 Частотные детекторы с преобразованием частотной модуляции
- •IX. Ограничители амплитуды сигналов
- •9.1 Транзисторные ограничители амплитуды сигналов
- •9.2 Диодные ограничители амплитуды сигналов
- •X. Регулироки в радиоприемниках
- •10.1 Назначение и виды регулировок
- •10.2 Автоматическая регулировка усиления (ару)
- •10.2.1 Обратная система ару
- •10.3 Переходные процессы при автоматической
- •10.4 Автоматическая подстройка частоты (апч)
- •10.4.1 Принципы апч. Разновидности системы апч
- •4.4.2 Системы апч при импульсных сигналах
- •10.4.3 Элементы системы апч
- •10.4.4 Регулировочные характеристики
- •10.4.5 Переходные процессы в системах апч
- •XI.Помехоусойчивость приемника и оптимальные методы приема. Особенности приемников различного назначения.
- •11.1 Помехоустойчивость чм-приема при гармонической помехи
- •11.2 Помехозащищенность при флуктуационной помехе
- •11.3 Радиоприем одной боковой полосы частот
- •11.4 Радиоприемники синхронного приема
- •XII. Расчет и проектирование нелинейных каскадов.
- •12.1. Транзисторный преобразователь частоты для диапазона умерено высоких частот.
- •12.2. Диодный балансный смеситель свч диапазона
- •12.3. Расчет детектора радиоимпульсов
- •XIII. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •13.1. Цели и задачи курсовой работы.
- •Содержание и объем курсовой работы
- •Требования к оформлению отчета
- •13.2 Последовательность расчета радиоприемного устройства
- •13.3. Анализ задания и подбор литературы
- •13.4. Расчет структурной схемы
- •Рекомендованная литература
8.11 Детекторная характеристика чд на линиях задержки
Для преобразования изменения частоты в изменение фазы можно непосредственно использовать линию задержки в качестве фазосдвигающего 4–полюсника. В этом случае K(j) = exp(-jt). Идеальная линия задержки имеет линейную фазовую характеристику f() = - t и, следовательно, при прочих равных условиях можно существенно снизить уровень нелинейных искажений. В зависимости от диапазона частот и технологии изготовления линия задержки может быть микрополосковой, коаксиальной, волноводной, на ПАВ (поверхностных акустических волнах) и т.д.
Вид детекторной характеристики в обобщенных координатах () показан на рис. 8.34.
Рис. 8.34. Детекторная характеристика в обобщенных координатах
Полоса пропускания частотного детектора в этом случае определяется по формуле:
. |
(8.40) |
Более подробный анализ показывает, что к достоинствам ЧД на линиях задержки следует отнести:
– более широкую полосу пропускания детекторной характеристики по сравнению с ЧД на связанных контурах при одинаковом уровне нелинейных искажений;
– в 3-5 раз меньшее время переходных процессов в виду отсутствия резонансных контуров, что важно при детектировании импульсных ЧМ–сигналов.
При этом заметим, что во избежание появления "изрезанности" детекторной характеристики линия задержки должна быть тщательно согласованной, т.е. не иметь отражений от обоих концов линии задержки.
8.12 Дробный частотный детектор
(частотные детекторы с внутренним ограничением)
Выходное напряжение ЧД пропорционально амплитуде входного напряжения. Поэтому при наличии во входном напряжении паразитной амплитудной модуляции выходное напряжение ЧД будет определяться не только частотой, но и изменением амплитуды. Во избежание этого перед ЧД ставят амплитудный ограничитель. Однако при этом необходимо увеличивать усиление в тракте УПЧ. Кроме того, с ростом частоты (особенно в СВЧ диапазоне) начинают проявляться инерционные свойства ограничителей, что является причиной преобразования паразитной амплитудной модуляции в паразитную фазовую модуляцию, которая создает на выходе ЧД нелинейные искажения полезного сигнала.
Вместе с тем существуют ЧД мало чувствительные к изменениям амплитуды входного сигнала, так называемые ЧД с внутренним ограничением. Одним из таких ЧД является дробный частотный детектор или детектор отношений. Принципиальная схема такого частотного детектора представлена на рис. 8.35.
Рис. 8.35. Принципиальная схема частотного детектора с внутренним ограничением
Фазовое преобразование аналогично предыдущей схеме частотного детектора, но диоды включены разнополярно. Обычно конденсаторы Сн1, Сн2 и резисторы R1, R2 выбирают одинаковыми, а постоянную времени C0(R1+R2) выбирают настолько большой, чтобы детекторы на диодах VD1, VD2 проявляли инерционные свойства для самых низких модуляционных частотах ПАМ (паразитной амплитудной модуляции). В этом случае сумма продетектированных напряжений , т.е. практически постоянны при изменении амплитуды входного напряжения.
Из рис. 8.35 следует, что
, |
(8.41) |
т.е. формируется детекторная характеристика аналогичная характеристике ЧД на связанных контурах, только с крутизной в 2 раза меньше при прочих равных условиях:
|
(8.42) |
Поскольку , то выходной сигнал зависит лишь от отношения(отсюда и название дробный детектор), при этом числитель и знаменатель одинаково изменяются при колебаниях амплитуды. Это приводит к тому, что выходное напряжение остается практически неизменным при изменении амплитуды входных сигналов. Данному результату можно дать следующее физическое толкование.
Так как сумма напряжений , то при возрастании амплитуды напряжения на входе напряжение на диодахUд1 и Uд2 также должны возрасти, но поскольку пропорционально изменяются cos1 cos2, что повлечет за собой уменьшение входного сопротивления диодных детекторов на диодах VD1, VD2, и, следовательно, увеличению их шунтирующего действия на контур. Это приводит к тому, что при возрастании входного сигнала напряжение на диодах Uд1, Uд2 изменяются в значительно меньшей степени.
В дробных детекторах можно достигнуть подавления ПАМ (паразитной амплитудной модуляции) примерно на 40 дБ в близи переходной частоты ЧД и до 30 дБ в рабочей полосе частот.