втором уменьшается. Сигнал с частотной модуляцией становится амплитудио-частотно-модулированным.
Рис. 6.21 Схема частотного детектора с расстроенными контурами
Рис. 6.22 Зависимость выходного напряжения детектора от частоты
Из контуров напряжения поступают на амплитудные диодные детекторы.
Результирующее напряжение образуется как разность двух
напряжений: |
|
|
- UR2), |
(38) |
uВЫХ |
= uR1 - uR2 |
= Kд(UR1 |
||
где Kд — коэффициент передачи диодных детекторов. |
|
|||
Фильтр нижних |
частот |
RФСФ |
служит для |
предотвращения |
проникновения колебаний высокой частоты в последующие каскады.
Фазовый детектор
Фазовый детектор – это нелинейный каскад, у которого выходное напряжение изменяется пропорционально разности фаз двух поданных на него колебаний ОДИНАКОВОЙ частоты.
95
Принцип работы фазового детектора (рис. 6. 23) основан на сравнении
фазы входного сигнала u1 с фазой опорного вспомогательного напряжения u2,
частота которого равна частоте несущей входного сигнала u1.
В качестве фазового детектора обычно используется или балансная, или кольцевая схема преобразователя частоты.
Рис. 6.23 Фазовый детектор
Фазовые детекторы преобразуют напряжение, модулированное по фазе, в напряжение, изменяющееся по закону модулирующей функции. Напряжение на выходе детектора определяется разностью фаз сравниваемых
колебаний u1 и u2: |
|
u1 = Um1 cos(ω1t + φ1), u2 = Um2 cos(ω1t + φ2), |
(39) |
где u1 является напряжением детектируемого сигнала, а u2 – опорным. |
|
Напряжение на выходе, пропорциональное разности фаз, формируется в результате перемножения u1 и u2:
uВЫХ = Kд Um1 Um2 cos[(ω1 - ω1) t + φ1 - φ2] = Kд Um1 Um2 cos φ, (39)
где Kд – коэффициент передачи диодных детекторов (отношение амплитуды выходного напряжения детектора к амплитуде огибающей входного модулированного напряжения).
Составляющая спектра выходного сигнала детектора, имеющая частоту 2ω1, подавляется фильтром нижних частот.
Основной характеристикой фазового детектора (рис. 6.24) является детекторная характеристика – зависимость выходного напряжения uВЫХ от разности фаз φ сравниваемых колебаний.
Рис. 6.24. Детекторная характеристика фазового детектора
96
Балансный фазовый детектор (рис. 6.25) состоит из двух включенных встречно амплитудных детекторов, нагрузкой которых являются резисторы и конденсаторы C1, R1, C2, R2.
Опорное напряжение u2 приложено к диодам синфазно, а напряжение детектируемого сигнала u1 – противофазно.
Рис. 6.25. Схема балансного фазового детектора
u1 = Um1 cos(ω1t + φ1), |
- u1 = - Um1 cos(ω1t + φ1). |
u2 = Um2 cos(ω1t + φ2). |
|
UД1 = (Um1 2 + Um2 2 + 2 Um1 Um2 cos φ)1/2 .
UД2 = (Um1 2 + Um2 2 - 2 Um1 Um2 cos φ)1/2 .
uВЫХ = (UД1 - UД2 ) Kд =
= Kд [(Um1 2 + Um2 2 + 2 Um1 Um2 cos φ)1/2 - (Um1 2 + Um2 2 - 2 Um1 Um2 cos φ)1/2 ]
Рис. 6.26 Поясняющие формулы и векторная диаграмма работы фазового детектора
97
Рис. 6.27. Обобщенные амплитудно-фазовые характеристики фазового детектора
Более высоким качеством детектирования обладает кольцевой фазовый детектор (рис. 6.28).
Рис. 6.28 Схема кольцевого фазового детектора
Синхронный детектор
Синхронный детектор – это вариант фазового детектора, в котором используется опорное вспомогательное колебание, совпадающее по частоте и фазе с основным колебанием. Вследствие линейности зависимости величины выходного напряжения фазового детектора от величины входного напряжения синхронный детектор можно использовать для детектирования амплитудно-модулированных сигналов.
Опорное напряжение u2 (рис. 6.29), вырабатываемое местным управляемым генератором УГ, с точностью до фазы си нхронизируется с
равной несущей частотой входного сигнала uВХ. Требуемые для синхронной работы частота и фаза опорного напряжения u2 вырабатываются схемой
98