Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
КОУ, Л.23, стр.1
КОУ, Л.23. ФАЗОВЫЕ И ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
Вопросы лекции:
23.2. Принцип построения фазовых и частотных детекторов.
23.3 Балансный и кольцевой фазовые детекторы.
Фазовая и частотная модуляции (ФМ и ЧМ) взаимосвязаны и представляют собою один вид модуляции, называемой угловой. Действительно, обратимся к известному выражению для синусоидального напряжения:
u(t) = Um sin(ω0t + φ0). (23.1)
Очевидно, что при изменении частоты ω0 или фазы φ0 изменяется аргумент функции, то есть угол θ(t) = (ω0t + φ0).
Из (23.11) следует, что фазовой модуляции сопутствует частотная, и наоборот, частотной модуляции сопутствует фазовая. Фаза и частота оказываются связанными между собою соотношениями:
. (23.2)
Отсюда следует, возможность построения частотного детектора (ЧД), применяя фазовый детектор (ФД), и наоборот (рис. 1):
а) б)
Рис 23.1 Схемы построения детекторов:
а) фазового с применением ЧД и интегрирующей цепи RC;
б) частотного с применением ФД и дифференцирующей цепи RC
Различие между фазовым и частотным детектированием состоит в том, что в первом случае амплитуда сигнала на выходе детектора пропорциональна изменению фазы входного высокочастотного сигнала, а во втором случае она пропорциональна изменению частоты.
Максимальное отклонение фазы входного сигнала от ее первоначального значения называют девиацией фазы или индексом модуляции, а максимальное отклонение частоты от ее первоначального значения – девиацией частоты. Deviation означает отклонение (англ.).
КОУ, Л.23, стр.2
Поэтому слово «девиация» применяется в ряде случаев и просто как отклонение (а не только как «максимальное отклонение»).
Основной характеристикой частотного или фазового детекторов является характеристика детектирования, под которой понимают зависимость выходного напряжения детектора от девиации частоты (для частотного детектора) или от девиации фазы (для фазового детектора). Линейная часть характеристики детектирования должна быть больше девиации фазы для ФД, или больше девиации частоты для ЧД, соответственно.
23.2. Принцип построения фазовых и частотных детекторов.
В общем случае детектирование ФМ сигналов осуществляется в соответствии со структурной схемой, показанной на рис. 23.2.
В перемножителе происходит перемножение входного Ucos(ωt-φ) детектируемого сигнала с опорным , вырабатываемым специальным генератором. Результат перемножения интегрируется интегратором, то есть:
(23.3)
где: К целое число,
.
Поясним преобразования.
На выходе детектора образуется сигнал, пропорциональный соsφ, то есть характеристика детектирования имеет вид соsφ.
КОУ, Л.23, стр.3
Роль перемножителя в схеме рис.23.2 может выполнить любой преобразователь частоты, а интегратором в простейшем случае может быть интегрирующая RC - цепь.
23.3 Балансный и кольцевой фазовые детекторы.
В качестве примеров практической реализации фазовых детекторов приведены балансный (рис.23.3а) и кольцевой (рис.23.3б) фазовые детекторы.
а) б)
На этих рисунках r1, r2 внутренние сопротивления генераторов детектируемого сигнала u1= U1cos(ωt+φ) и опорного генератора u2= U2cosωt, соответственно.
В качестве перемножителей в этих схемах используются либо балансный (рис.23.3а), либо кольцевой (рис.23.3б) преобразователи частоты, включающие в себя трансформатор Тр1 и диоды. В качестве интеграторов используются RC - цепи.
Характеристики детектирования для обеих детекторов приведены на рис. 23.4.
Рис. 23.4 Характеристики детектирования балансного (а) и кольцевого (б) детекторов.
КОУ, Л.23, стр.4
Выходные напряжения описываются следующими выражениями:
- для балансного детектора (рис. 23.3а):
uвых= 2аRU1U2 cosφ, (23.4)
- для кольцевого детектора (рис.23.3 б):
uвых= 4аRU1U2 cosφ, (23.5)
где: а – коэффициент, определяемый параметрами диодов.
Итоги занятия:
преобразуются в АМ, а затем детектируются амплитудным
детектором.