Однотактный диодный фд
Представляет собой обычный диодный АД, на который подается сумма напряжений опорного колебания и сигнала.
Рисунок 23.1 – Принципиальная схема однотактного диодного ФД.
Пусть
- опорное напряжение,
- детектируемое напряжение, тогда
напряжение на диоде:
.
Проведем
векторное сложение двух напряжений
и
.
Рисунок 23.2 – Векторная диаграмма.
В
результате получаем суммарное напряжение
той же частоты, но другой фазы. Его
амплитуда зависит от фазы входного
напряжения (т.е. происходит преобразование
ФМ в АМ):
.
Полученный АМ сигнал детектируется АД. Выходное напряжение ФД:
,
где
- коэффициент передачи АД.
Детекторная
характеристика ФД – зависимость его
выходного напряжения
от разности фаз входного и опорного
сигнала
.
Детекторная характеристика рассмотренного ФД показана на рисунке 23.3 (кривая 1).
Рисунок 23.3 – Детекторные характеристики ФД:
1 – однотактного; 2 – балансного.
Выводы:
-
характеристика имеет малый линейный
участок вблизи углов
,
поэтому детектирование сопровождается
значительными искажениями;
- выходное напряжение не меняет знака при изменениях фазы.
-
Когерентное детектирование фазомодулированных (ФМ) сигналов. Принципиальная электрическая схема балансного фазового детектора на диодах. Принцип действия. Векторные диаграммы напряжений. Детекторная характеристика.
Балансный диодный ФД
Представляет собой два встречно включенных АД, на которые подаются сумма и разность напряжений опорного колебания и сигнала.
Рисунок 23.4 – Принципиальная схема балансного диодного ФД.
При
выбранной полярности напряжений
и
напряжения на диодах:
,
.
Рисунок
23.5 – Векторная диаграмма.
Пользуясь векторной диаграммой, можно определить амплитуды напряжений на диодах:
,
.
Токи
и
образуют выходные напряжения плеч
противоположной полярности:
,
.
Поэтому выходное напряжение равно их разности:
.
Детекторная характеристика рассмотренного ФД показана на рисунке 23.3 (кривая 2).
Выводы:
-
наилучшую линейность характеристика
имеет вблизи углов
,
при работе на этих участках детектирование
осуществляется практически без искажений;
- знак выходного напряжения меняется при изменении фазы;
- крутизна характеристики балансного ФД в два раза больше крутизны характеристики однотактного ФД.
-
Детектирование частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Принципиальная электрическая схема однотактного частотного детектора с расстроенным колебательным контуром. Принцип действия. Временные диаграммы. Детекторная характеристика.
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ЧМ СИГНАЛОВ.
Принцип работы частотных детекторов
Частотный детектор (ЧД) – устройство, напряжение на выходе которого зависит от частоты входного сигнала.
Для восстановления модулирующего сигнала из ЧМ сигнала только нелинейного устройства недостаточно, т.к. в реакции любого НЭ на ЧМ сигнал имеются только модулированные гармоники частоты несущей и нет низкочастотных составляющих.
Для доказательства рассмотрим нелинейное преобразование ЧМ сигнала. Пусть ВАХ НЭ аппроксимирована полиномом:
,
где
.
Оказывается, что ток НЭ не содержит информационной низкочастотной компоненты:
Следовательно, требуется дополнительное преобразование ЧМ сигнала. ЧД работают по принципу преобразования ЧМ в другой вид модуляции с последующим детектированием преобразованного вида модуляции. В зависимости от характера преобразований ЧМ различают частотно-амплитудные, частотно-фазовые и частотно-импульсные детекторы.
В частотно-амплитудных детекторах изменение частоты сигнала преобразуется в изменение амплитуды, которое выделяется АД. В частотно-фазовых детекторах изменение частоты преобразуется в изменение фазового сдвига между двумя напряжениями с последующим фазовым детектированием. В частотно-импульсных детекторах ЧМ сигнал преобразуется в один из видов импульсной модуляции с последующим детектированием с помощью ФНЧ или счетной схемы.