Вопрос 15. Амплитудные ограничители

Предназначены для обеспечения постоянства вых. напряжения при изменении входного.

Различают:

1) ограничитель мгн. значений, который обеспечивает постоянство max или min;

2) АО – ограничивает sin колебания с медленно меняющимися параметрами.

Такие ограничители устраняют только паразитную АМ, не внося заметных искажений в ЧМ или ФМ. Данная операция ограничения является нелинейной, т.к. в спектре появляется доп. составляющая → необходима доп. фильтрация, выделяющая 1 гармонику тока на вых. цепи.

Выделяют 3 вида:

1) Диодный ограничитель

Если амплитуда напряжения на контуре Uk<Ed, то диод закрыт и не оказывает влияния на контур и устройство работает как обычный усилитель. В другом случае диод открывается и его входное сопротивление начинает шунтировать контур, ↓ коэф. передачи.

2) Транзисторный ограничитель

Простейший транзисторный ограничитель аналогичен обычному транзисторному усилителю. Отличие в том, что транзисторный АО работает в нелин. режиме, для этого коллектор. напряжение берут меньшим, чем в обычном, входное напряжение имеет достаточно большую амплитуду.

Угол наклона нагрузочной прямой определяется эквив. сопротивлением контура. Если взять точку посредине нагруз. прямой, то пока амплитуда мала сигнал никак не влияет, а при ↑ срезается сверху и снизу. При большом вх. напряж. появляется отсечка, вызванная наличием областей насыщения и запирания. Коллектор. ток оказывается ограниченным по максимуму и мин., резонанс. контур выделяет 1 гармонику.

3) Ограничитель со смещением

УЭ - упр. элемент - транзистор к нему приложено суммарное напряжение (Есм=Енач-Е_АД) + напр. источ. сигнала (Uвх).

С ↑ уровня вх. сигнала, напряжение АД ↑, что приводит к смещению (Есм↓) на УЭ и при больших значениях Uвх наступает отсечка вых. тока (изменяются параметры УЭ - тр. запирается). На вых. УЭ происходит изменение импульса тока (меняется угол отсечки и амплитуда). Контур осуществляет фильтрацию исходного сигнала (выделяет 1 гармонику).

Вопрос 16. Фазовый детектор

ФД – устройство для создания напряжения, пропорционального разности фаз между сигналом и опорным колебанием. Основа – параметрическая цепь.

Структура сходна с преобразователем частоты, только f_ОП = f_С. Под воздействием напряжения опорного сигнала изменяется активный параметр системы (крутизна). Напряжение опорного сигнала должно быть синхронным по отношению к принимаемому сигналу → на выходе:

где S₁ – амплитуда первой гармоники крутизны преобраз. элемента.

Однотактный ФД:

Необходимо, чтобы Uоп>>U_ВХ → на вых. ФД будет суммарное напряжение: U_∑=U_ВХ+U_ОП=U_ВХ∙cos(ω₀t+φ)+U_ОП∙cos(ω₀t).

При различ. фазах: .

U_ВЫХ зависит от разности фаз м/у U_ВХ и U_ОП.

Вид зависимости Uвых от определяется отношением U_ВХ/U_ОП.

1) Если Uвх<<Uоп:

Ед ≈ Кд∙(U_0П+U_ВХ∙cosφ), где Kд – коэфф. передачи детектора. Т.е. при малых Uвх вых. характеристика однотактного ФД имеет cos форму.

2) Если же uоп≈uвх:

Характеристика напоминает циклоиду.

На практике часто применяют балансный детектор:

(представл. собой 2 однотактных)

Из-за встречной полярности:

Е_Д = Е_Д1 - Е_Д2 (выр-е для Е_Д1 см. выше),

Е_Д = К_Д∙(U_ВХ1+U_ВХ2)∙cosφ = 2К_Д∙U_ВХ∙cosφ

Применяют также кольцевую схему (2 балансных), которая позволяет улучшить симметр. характеристики К_Д.

Для построения ФД применяют также логичические элементы, кот. позволяют получить характеристику детектора от бинарной до линейной. На его выходе в зависимости от разности фаз будут прямоугол. импульсы с разной скважностью.

Если импульсы пропустить через ФНЧ – получим закон модуляции.