8. Расчет частотного детектора и ограничителя.
Наиболее эффективным способом частотного детектирования без использования дополнительных генераторов является частотное детектирование с преобразованием частотной модуляции в фазовую. Это достигается использование двух связанных колебательных контуров – в амплитудном ограничителе и в синхронном амплитудном детекторе. Использование амплитудного ограничителя является необходимым, так как напряжение на выходе синхронного амплитудного детектора зависит не только от фазы сигнала, но и от его амплитуды. Проще всего амплитудное ограничение производить при помощи избирательного усилителя. Схема ограничителя и детектора представлена на рис. 25.
Рис. 25. Ограничитель и детектор.
Для наступления режима ограничения достаточно, чтобы рабочая точка была задана следующим образом:
В результате расчета получаем следующее:
В этом случае напряжение на выходе ограничителя не будет превышать 2 (В).
Выходная проводимость транзистора будет равна:
Колебательные контура должны быть точно настроены на промежуточную частоту:
Ток, потребляемый ограничителем:
Зададимся коэффициентом
,
где
- эквивалентная добротность каждого из
контуров. Чтобы
не была велика выберем
.
Этому соответствует детекторная
характеристика, представленная на рис.
26.
Рис. 26. Детекторная характеристика при .
Чтобы оставаться
на линейном участке характеристики,
выберем
.
В этом случае эквивалентная добротность
должна быть равна следующей величине:
.
Так как максимальная девиация частоты составляет 75 (кГц), то получаем:
Коэффициент связи в этом случае должен быть равен:
Постоянная времени
нагрузки детектора не должна быть
чрезмерно большой, так как это может
вызвать нелинейные искажения принимаемого
сообщения. Если принять индекс возникающей
амплитудной модуляции
,
то нагрузку детектора можно вычислить
следующим образом:
Постоянная времени
цепей коррекции предъискажений С47R51
и C48R50 должна
быть 50 (мкс). Выбираем
,
тогда
Разделительные конденсаторы С49 и С50 выбираются из условия:
Входное сопротивление синхронного амплитудного детектора будет равно:
.
Чтобы обеспечить требуемую эквивалентную добротность контура, его эквивалентное сопротивление должно быть равно:
.
Тогда коэффициент усиления транзистора будет равен:
.
Это означает, что транзистор будет устойчив.
Если использовать
колебательные контура с добротностью
,
то можно определить шунтирующие
сопротивления:
Для точной настройки добротности можно включить дополнительные подстроечные резисторы.
Емкость С55 должна
быть достаточно большой, чтобы иметь
минимальное сопротивление на рабочей
частоте. Пускай
.
Так как выход детектора симметричный, то далее должен следовать двухтактный усилитель. Такое решение является оправданным, так как такой усилитель имеет большой КПД.
На рис. 27 представлена модель детектора. На рис. 28 – результат детектирования.
Рис. 27. Модель детектора и ограничителя.
Рис. 28. Результат моделирования.