А- схема; б- условное обозначение фазового вектора

иое колебание должны быть преобразованы, например амплитудными ограничителями, в дискретный двоичный сигнал. Различают ФД с симметричными (логические уровни — 1, +1) и несимметричными (логические уровни 0, 1) входами.

14.5. ЧАСТОТНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ

Принцип работы. Частотные детекторы (ЧД) преобразуют входной частотно

модулированный сигнал (3.15)

в выходное напряжение, изменяющееся по закону, модулирующего сигнала,

где к_ЧД— коэффициент передачи ЧД.

Для выделения модулирующего сигнала u(t) из ЧМ сигнала, спектр которого состоит из высокочастотных составляющих (несущая и, боковые частоты), нелинейного устройства недостаточно (см. Приложение 5). В реакции любого нелинейного элемента на ЧМ сигнал имеются только модулированные гармоники частоты несущей и нет низкочастотных составляющих. Следовательно, для детектирования ЧМ сигнала требуется его дополнительное преобразование.

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 затем выделяется амплитудным детектором. 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, например ЧИМ. Частота следования импульсов дальше может подсчитываться счетчиками.

Частотно-амплитудные детекторы. Наиболее часто в качестве частотно-амплитудного преобразователя применяют колебательный контур. Рабочая точка выбирается на одной из ветвей резонансной характеристики контура. Однако одиночный

колебательный контур имеет незначительный линейный участок преобразования, поэтому обычно используют два колебательных контура, расстроенных симметрично относительно несущей частоты входного сигнала. Подключив к каждому контуру индивидуальный АД, получим балансный ЧД с взаимна расстроенными контурами, схема которого изображена на рис. 14.11,а.

Работа схемы видна из рис. 14.12, на котором показаны напряжения на выходах АД, пропорциональные резонансной кривой контуров (штриховая линия), и результирующие напряжение на выходе и _вых (сплошная линия). Первый из контуров кастро-и на частоту выше средней принимаемого ЧД сигнала ,

второй — на частоту ниже средней . Величину рас-

Рис. 14.11 Частотно-амплитудный Рис.14.12 Зависимость напряжений от частоты в ЧД с детектор с расстроенными контурами: расстроенными контурами

а – схема; б – условное обозначение любого ЧД

стройки контуров выбирают больше девиации частоты чтобы работа ЧД проходила на одной из ветвей резонансной кривой контура (левой первого контура и правой второго). Для несущей частоты f₀ U _д1= U _д2 и и _вых=0. Если частота сигнала возрастает, то она приближается к резонансной частоте первого контура и удаляется от частоты настройки второго контура. Напряжение на первом контуре увеличивается, а на втором уменьшается. При понижении частоты сигнала, наоборот, увеличивается напряжение на втором контуре и уменьшается на первом. Частотно-модулированный сигнал становится амплитудно-частотно-модулированным и детектируется уже диодными АД.

Детекторная характеристика рассматриваемого ЧД (см. Рис.14.12) при постоянной амплитуде входного ЧМ сигнала зависит от частот настройки и эквивалентной добротности контуров Q_э1 и Q_э2. Для симметрии требуется, чтобы полосы пропускания обоих контуров были одинаковы.

Частотный детектор с двумя расстроенными контурами обладает весьма высокими качественными показателями, но он сложен в изготовлении и настройке. Находит применение при изготовлении частотно-избирательных цепей ЧД,на основе монолитных фильтров (RC, пьезоэлектрических, пьезокерамических, микрополосковых) в составе многофункциональных микросхем.

Частотно-фазовые детекторы. К данному типу относится балансный детектор с двумя взаимно связанными контурами, настроенными на среднюю частоту принимаемого сигнала (рис. 14.13). В этой схеме изменение частоты преобразуется в изменение фазового сдвига между напряжениями на первом и втором контурах. Эти напряжения подаются на диоды фазового детектора, построенного по типу схемы рис. 14.9. Напряжение U ₁.

снимаемое с первого контура через разделительный конденсатор