Частотные детекторы. Схема детектора. Детектирование ЧМ сигнала.

3.8. Частотные детекторы

Частотным детектором называют устройство, в ко­тором осуществляется преобразование входного частотно-мо­дулированного радиосигнала в выходное напряжение (или ток), меняющееся по закону модуляции (рис. 3.19).

В настоящее время для частотного детектирования ис­пользуют два наиболее распространенных метода.

Первый заключается в частотном детектировании напря­жения, амплитуда которого изменяется по закону изменения частоты входного сигнала. Второй метод заключается в пре­образовании синусоидального ЧМ-сигнала в импульсный с вре­менной модуляцией (ВИМ). Преобразование импульсного сиг­нала ВИМ в низкочастотный осуществляется с помощью пре­образователя код — напряжение. Частотные детекторы пер­вого типа можно условно назвать частотно-амплитудными, а второго — частотно-импульсными.

Рассмотрим детектор частотно-амплитудного типа.

Структурная схема состоит из двух элементов: преобразо­вателя сигнала ЧМ в сигнал с амплитудой, изменяющейся со­ответственно изменению частоты, и амплитудного детектора.

Первый элемент является линейным устройством, поэто­му используемый здесь и далее термин преобразователь ЧМ в AM не означает замену частотной модуляции амплитуд­ной. Это лишь означает, что в результате зависимости коэф­фициента передачи от частоты напряжение на выходе пре­образователя изменяется по амплитуде. Причем изменение амплитуды достаточно точно повторяет закон изменения час­тоты входного сигнала. Обычно сохраняется и изменение час­тоты. Но на дальнейшее преобразование высокочастотного сиг­нала в низкочастотный с помощью амплитудного детектора это изменение частоты не влияет.

При анализе частотного детектора предполагается, что радиосигнал ЧМ на входе частотного детектора имеет посто­янную амплитуду. Однако в реальных условиях амплитуда входного ЧМ-радиосигнала оказывается переменной вслед­ствие возникновения сопутствующей амплитудной модуляции в передатчике и приемнике и воздействия помех в линии связи. В частотном детекторе частотно-амплитудного типа вы­ходное напряжение преобразователя ЧМ в AM и, тем более, амплитудного детектора будет зависеть не только от часто­ты, но и от амплитуды входного сигнала. В результате на вы­ходе частотного детектора сигнал будет искажен за счет па­разитной AM. Устранение паразитной AM осуществляется с помощью амплитудного ограничителя, включенного на входе частотного детектора, или благодаря физическим процессам, происходящим в самом детекторе.

Простейшим вариантом частотного детектора является однотактная схема с одиночным расстроенным контуром. Схема внешне совпадает со схемой амплитудного детектора (рис. 3.16). Отличие в том, что контур L_kC_k расстроен относительно сред­ней частоты ω₀ радиосигнала на ∆ω₀. Этот контур и исполь­зуется в качестве преобразователя радиосигнала с ЧМ в на­пряжение с изменяющейся амплитудой (рис. 3.21).

Амплитуда напряжения на контуре меняется по закону изменения частоты модулированного сигнала. Напряжение с контура подается на диодный амплитудный детектор. Вслед­ствие того, что скаты резонансной характеристики не явля­ются прямолинейными, в процессе преобразования сигнала ЧМ в сигнал с изменяющейся амплитудой возникают различ­ные несимметричные нелинейные искажения. На практике обычно применяются более сложные схемы частотных детек­торов (дифференциальный частотный детектор, дробный де­тектор и т. д.).

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.