Тема 4.2. Амплитудные ограничители (ао)

Назначение амплитудных ограничителей.

Амплитудная характеристика АО, порог и коэффициент ограничения. Схема

амплитудного ограничителя с шунтирующими диодами. Амплитудные ограни-

чители на двух транзисторах с эмиттерной связью.

АО предназначены для устранения паразитной амплитудной модуляции ЧМ нап- ряжения, действующего на входе балансного частотного детектора. Сравнивая меж- ду собой схемы АО, можно отметить, что АО шунтирующих диодах типа Д-104А с переменным углом отсечки Θ токов диодов могут применяться до весьма высоких частот, но добротность контуров Qэ при наличии диодов ухудшается, что приводит к расширению полосы частот и уменьшению величины Uвых. дет.

Ограничение в схеме с диодами при изменении величины входного напряжения происходит за счет изменения углов отсечки токов диодов и их входных сопротив-, лений, шунтирующих контуры, и коэффициента передачи схемы диодных детекто- ров.

Большим значениям амплитуды напряжения на входе каскада АО соответствует больший угол отсечки Θ, меньшие величины R_BX.дет. и Qэ контура, что является при- чиной постоянства напряжения сигнала на контуре. Амплитудный ограничитель на двух транзисторах с эмиттерной связью обеспечивает лучшее подавление паразит- ной AM, но схема работает на менее высоких частотах, чем АО с шунтирующими диодами. Ограничение амплитуды напряжения промежуточной частоты в схеме АО на транзисторах происходит за счет постоянства амплитуды импульса тока коллек- тора Iк2m второго транзистора VT2 в режиме его насыщения, постоянства первой

гамоники тока I1, текущего через контур, и напряжения на нем U_K = IкRэ. Для норма- льной работы такого АО и обеспечения режима насыщения транзисторов требуется сравнительное большое входное напряжение Uвх Ао >0,1В

Как было отмечено ранее, в современных радиоприемниках с ЧМ, АО обычно является составной частью ИС тракта промежуточной частоты (ИТС К174ХА6, К174ХАЗ).

Тема 4.3. Фазовый детектор (фд)

Назначение ФД. Балансная схема ФД на диодах. Векторные диаграммы, детек-

торная характеристика. Кольцевая схема ФД.

Фазовый детектор - перемножитель в интегральном исполнении. Детектирова-

ние телеграфных сигналов ФТ и ОФТ.

Тема 4.4. Частотные детекторы (чд)

Назначение ЧД Детекторная характеристика, требования, предъявляемые к

ней. Показатели качества ЧД: коэффициент передачи, ширина полосы частот,

искажения сигналов, коэффициент подавления паразитной AM. ЧД частотно-

амплитудного типа, балансная схема с расстроенными контурами. ЧД частот-

но-фазового типа, балансная схема со связанными контурами, векторные диаг-

раммы.

Дробный детектор, подавление амплитудной модуляции. Детектирование теле-

графных сигналов.

Принцип действия импульсно-счетного ЧД. ЧД на ИМС.

Рассматривая структурную схему ЧД (преобразователь модуляции, детектор AM колебаний), надо помнить, что напряжение на выходе частотного детектора изменяется по закону модуляции частоты, т.е. пропорционально частотной расстройке, определяемой разностью между мгновенным значением частоты напряжения ЧМ входного сигнала и частоты настройки контуров преобразователя модуляции:

Поэтому в схеме преобразователя модуляции входное напряжение, изменяющееся по частоте, преобразуется в напряжение, изменяющееся по амплитуде AM - колебание. Изменение амплитуды выходного напряжения должно быть пропорционально ризме- нению частоты входного напряжения.

Основной характеристикой ЧД является его частотная характеристика (S-образная характеристика), представляющая зависимость выходного напряжения или коэффи- циента передачи от частотной расстройки Кд= φ(Δf).

Одним из требований, предъявляемых к ЧД, являются линейность детектирова- ния, показателем которой является крутизна его характеристики, которая должна

быть постоянной при всехзначениях Δf от 0 до ± Δfmax.

Уменьшение Sчд при больших значениях Δf (± Δf > Δfmax ) происходит вследствие уменьшения напряжения на выходе системы контуров преобразователя модуля, что и определяет в основном нелинейные искажения при детектировании ЧМ напряжения. От варианта построения структурной схемы ЧД зависят его параметры.

Наиболее распространенным типом ЧД является детектор отношений (дробный детектор) [2, параграф 6.6., рис. 6.16; 4, параграф 9.5, рис. 9.17], преимуществом ко- торого является совмещенность схемы ЧД и амплитудного ограничителя.

Однако степень появления паразитной AM невелика, обычно не более 20 дБ, даже при точной настройке контуров на промежуточную частоту, а при расстройке конту- ров эффект подавления паразитной AM заметно уменьшается.

Схема балансного ЧД, называемого частотным дискриминатором, отличается от схемы дробного детектора включением диодов и нагрузки и отсутствием конденсатора большой емкости.

S - образная характеристика балансного ЧД имеют такую же форму, как и харак- теристика дробного детектора, но при этом легче обеспечивается симметрия плеч в схеме и проще его настройка. Высокая линейность характеристики балансного ЧД без снижения ее крутизны может быть достигнута выбором его параметров: эквива- лентной добротности Q₃ контуров преобразователя модуляции, фактора связи Р ме- жду контурами и параметров нагрузки амплитудных диодных детекторов. Для пода- вления паразитной AM входного ЧМ напряжения перед схемой балансного ЧД вклю- чают амплитудный ограничитель (АО).

Вопросы для самопроверки:

1 Объяснить значение транзисторных и диодных АД.

2 По каким признакам классифицируются АД?

3 Почему ток диода диодного АД имеет импульсную форму?

4 Чем отличаются квадратичный и линейный режимы работы АД?

5 Что такое коэффициент передачи АД К_д и от чего зависит его величина в квадратичном, в линейном режимах работы?

6 Перечислить причины нелинейных искажений при детектировании AM- нап- ряжений.

7 Объяснить все способы снижения нелинейных искажений при детектировании AM напряжений, возникших за счет:

а) не линейности вольт-амперной характеристики диода;

б) инерционности цепи нагрузки R_H, С_н;

в) разделительного конденсатора С_р цепи базы транзистора УНЧ:

8 Как и почему зависит R_nbIX от:

а) схемы его включения (последовательная, параллельная);

б) величины Rh?

9 Объяснить назначение импульсного и пикового детекторов.

10 Как влияют параметры схемы импульсного детектора на форму и параметры видеоимпульсов во время спада t_cn, время установления t_y, амплитуду напряже- ния U_выХуст?

11 Из каких соображений выбирают емкость нагрузки С_н, сопротивление Rн импульсного детектора?

12 Объяснить назначение АО в схеме ЧД.

13 В чем отличие схем и работы АО с шунтирующими диодами, на двух транзис- торах с эмиттерной связью?

14 Каково назначение ЧД?

15 Объяснить структурную схему ЧД, назначение всех ее элементов.

16 Какие существуют схемы ЧД и в чем отличие их качественных показателей?

17 Объяснить принцип работы балансного ЧД.

18 Объяснить принцип работы дробного ЧД.

19 Дать определение основных параметров ЧД: коэффициента передачи К_д, кру- тизны характеристики 8_ВД; объяснить от чего зависят их величины.

20 Как влияют параметры резонансной цепи преобразователя модуляции ЧД Qэ, β и форма ее резонансной характеристики на величину его коэффициента переда- чи К_д, крутизну характеристики Sчд, протяженность линейного участка характери- стики ± Δf_mаx.

В результате изучения раздела студенты должны знать принципы построения

детекторов AM и ЧМ сигналов радиоприемников связи и вещания, их электрические

параметры и характеристики.

Студенты должны уметь читать принципиальные схемы детекторов радиопри-

емников разного типа и назначения.