Усилителе
В положительные полупериоды импульсной несущей UH(t) (рисунок 5.47,б) транзистор VT1 закрывается, а VT2 открывается и сигнал на выходе определяется выражением
UВЫХ=(R2/R1) С(t).
5.9.3 Многоканальный модулятор (рисунок 5.48). В качестве формирователей управляющих сигналов используются микросхемы DD1 с открытым коллектором. Так как сопротивление закрытого транзистора составляет гигаомы, то допускается параллельное включение до 64 каналов по принципу “монтажное или”.
Для уменьшения влияния конечного сопротивления открытого транзистора на точность передачи входного сигнал С(t)групповой сигнал на выход поступает через буферный усилитель DA1. Конденсатор С устраняет высокочастотные выбросы, появляющиеся из-за коммутационных процессов в транзисторах VT1–VT4.
Рисунок 5.48 – Многоканальный модулятор
5.10. Детекторы аим-сигналов
5.10.1 Демодуляция АИМ-сигналов фильтром нижних частот (ФНЧ). Рассматривая спектр АИМ-сигнала (рисунок 5.49), видим, что в нем в чистом виде содержится составляющая с частотой модулирующего сообщения, которая может быть выделена с помощью ФНЧ.
Рисунок 5.49 – Демодуляция АИМ-сигнала ФНЧ
Сигнал на выходе ФНЧ будет описываться выражением
UВЫХ.ФНЧ=(UВХ·/T)·mАИМ·КФНЧ.
Так как (/T)<<1 (для многоканальных систем), mАИМ ≤1 и коэффициент передачи пассивных ФНЧ кФНЧ <1, то и UВЫХ будет составлять 20–30 % от UВХ. Поэтому для эффективной демодуляции АИМ-сигналов в многоканальных системах целесообразно применять активные ФНЧ или другие способы детектирования.
5.10.2 Пиковые детекторы (рисунок 5.50,а). В литературе они известны под названием пиковых детекторов с открытым входом, которому обязаны свойством пропускать на выход постоянную составляющую преобразуемого напряжения, если она в нем содержится.
При поступлении положительных импульсов конденсатор С1 заряжается (рисунок 5.50,б) с постоянной времени
зар = (R1+R0) C1,
где R1 – выходное сопротивление предыдущего каскада;
R0 – прямое сопротивление диода VD1.
При отсутствии импульсов на входе конденсатор С1 разряжается с постоянной времени
разр = RНC1.
Рисунок 5.50 – Пиковый детектор
Для неискаженной демодуляции необходимо, чтобы скорость разряда конденсатора была больше скорости спада огибающей модулирующего сообщения. Кроме того, для АИМ-сигнала существенные ограничения возникают из-за порога открывания диода VD1. По этой причине чувствительность детектора получается низкой. Применение транзисторов и ОУ значительно увеличивает динамический диапазон детектора. Необходимость точного преобразования связана с применением интегральных микросхем и соответствующим снижением уровней рабочих сигналов.
5.10.3 Типовой детектор на ОУ с запоминанием (рисунок 5.51). Входной сигнал детектора (рисунок 5.51,а) через ОУ DA1 заряжает конденсатор С. Постоянное напряжение на конденсаторе через ООС подается на второй вход ОУ DA1. Эта связь действует через ОУ DA2.
Рисунок 5.51 – Типовой детектор на ОУ с запоминанием
На конденсаторе устанавливается максимальное значение входного сигнала. Это напряжение может продолжительное время оставаться на конденсаторе. С приходом положительного импульса по цепи сброса происходит разряд конденсатора. После этого конденсатор может вновь запомнить максимальное значение входного сигнала.
Как видно из временных диаграмм (рисунок 5.51,б), происходит расширение импульсов, что приводит к увеличению амплитуды полезной составляющей. Кроме того, осуществляется переход от АИМ-I к АИМ-II и появляются короткие импульсы на выходе в моменты коммутации, что требует дополнительной фильтрации демодулированного сигнала.