Частотные детекторы на настроенных контурах

К этой группе относятся схемы частотных дискриминаторови дробных детекторов, частотные дискриминаторы применяются в системах ФАПЧ, АПЧ, дробные применяются для детекторов радиовещательных приемников. Предполагается, что контура ч.д. настроены на несущую, а принцип работы в преобразовании частотного сдвига в фазовый с последующим детектированием.

Схемачастотногодискриминатора

Предполагается, что С₃ имеет большую емкость и L₃ имеет большую индуктивность. С₃ и L₃ обеспечивают подачу входного сигнала в среднюю точку дискриминатора и обеспечивают режим по постоянному току.

В зависимости от расстройки выделяем 2 случая:

1. , т.е. ……

Во втором контуре наводится ЭДС

Где М- коэффициент взаимной индукции для трансформатора, под действием наведенной Е, начинает протекать ток i₂.

Введем R_n.

при резонансе,

Рассмотрим напряжение приложенное к диодам.

, при .

Входное напряжение к L₃ приложено …. к обоим диодам.

Кроме того, через индуктивность L₃ замыкается цепь по постоянному току.

U₂противофазно приложено и к диодам. =>Напряжение на диодах определяется в системе сложением U₁ и U₂.

Амплитуды на диодах одинаковы U_д1_m= U_д2_m.

=> …….

U_д1_m ≠ U_д2_m

Детекторная характеристика аналогична предыдущему случаю, однако схема дискриминатора обладает меньшей крутизной, т.е чувствительность меньше,…..

2. Дробный детектор.

Используется встречное включение диодов, L₁ – C₄, выполняет фунцию аналогично предыдущему случаю. С₃ предполагается большим, главное построение R-C цепи.

Аналогично предыдущему случаю на диодах формируются сигналы.

U_CH1=U_C3 - U_CH2<= > U_C3=U_CH1+U_CH2

Считаем, что схема…. U_R₁= U_R₂= U_R

Выделяем одно …:

Поскольку, U_вых, определяется отношением, то изменение числителя и знаменателя пропорционально и взаимно компенсируют => паразитная АМ модуляция (т.е. измен. Ампл.) подавляется, т.е не нужен амплитудный ограничитель. Пред. С₃ велико =>∆U_C₃ => медленное =>U_вых мало зависит от изменения входного сигнала.

Фазовый детектор.

№1 по значимости, особенно ФАПЧ.

Назначение и основные параметры.

Фазовый детектор - называется устройство, служащее для создания напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения фазы входного напряжения. (по конспекту непереводимое…)

1) Детекторная характеристика

2) Крутизна детекторной характеристики (…….)

3) Уровень нелинейных искажений

К_п, К_НЧ

Анализ схемы фазового детектора:

(!) Меряем разницу фаз, рассматриваем опорное колебание, относительно него измеряем.

Рассматриваем серьезные отличия от нелинейных, выходная часть содержит цепочку R-C.

Входное напряжение поступает на диоды в противофазе + за счет подключения в среднюю точку …. делится на 2.

Сигнал делится на 2.

При этом

Токи в нагр. протек. встречно

Пусть опорное поле больше входного

Выходной сигнал (детекторная характеристика) зависит от входного сигнала аналогично случаю ИД.

Поставим дополнительный _______________ для опорного колебания

ФД

Детекторная характеристика:

Автоматические регулировки.

Назначения атоматических регулировок.

Автоматическая регулировка предназначена для обеспечения приема без условия изменения параметров сигнала.

Основные физические причины, приводящие к изменению параметров:

1. Зменение условий распр. Электромагнитного колебания по радио каналам;

2. Изменение мощности радиостанций;

3. Эффекты отражения;

4. Эффект доплера при связи с подвижными объектами;

5. Изменение параметров частотно задающ. схем из-за влияния параметров внешней среды (в первую очередь температуры);

6. Изменение параметров частотно задающ. схем из-за технологического разброса

1-3 – изменения амплитуды входного колебания

4-6 – изменение частоты принимаемого сигнала и изменению частоты в тракте ПЧ

Автоматическа ярегулировка обеспечивает прием с учетом перечисленных факторов.

Различают системы АРУ (автоматическая регулировка усиления) и АПЧ (автоматическая подстройка частоты)

Система АПЧ.

В зависимости от способа сравнения по частоте или по фазесистемы АПЧ делят на 2 группы:

1. Частотные АПЧ - АПЧ

2. Фазовые АПЧ – ФАПЧ

Частотная АПЧ обеспечивает подстройку по частоте, причем система охватывает _______. промежуточной частоты и включает следующие основные структурные блоки:

1. Частотный детектор

2. ФНЧ

3. Цепь управления частотой гетеродина

4. Цепь обратной связи

СМ

УПЧ

ЦУ

ЧД

ФНЧ

При отсутствии разброса по частоте (0- полученные значения)

Сигнал с выхода ФНЧ сглаживается (становится близким к _______), то есть (у – управления).

Если рассматривать К_ФНЧ:

Под воздействием сигнала управления начинает изменяться частота гетеродина. Введем в рассматриваемую харакетристику управления зависимость f_Гот U_у

- изменение частоты гетер. Под воздействием упр. Сигнала

Под воздействием изменения частоты гетер. Изменяется

,причем

– обусловлена начальной расстройкой частот

– обусловлена воздействием у.у.

В тех случаях, когда система не находится в ________ управлений сигналом под-ся ФНЧ

, имеем линейную зависимость

Начинаем уменьшать , сигнал управления начинает __________ ФНЧ

Так как система представляет собой петлю отриц. Обратной связи необходимо обеспечить условий вида.

Т.е. крутизна должна иметь противоположное значение.

В точке пересечения формируется упр________ ____________ ___________

Определяется текущее значение

Отметим по характеристике регулирования выдают полосы частот удержания захвата.

Полоса удержания – это диапазон расбросаполосы _________ при которой.

Полоса захвата – это _______ растр. _________ при _____________ система входит в режим авто сопротивления.

Ширина пропускных полос зависит ____ полосы ________

Полоса захвата уже _________ __________

Докажем, что это так. _________ воз-х вариантов.

Предположим, что из-за _______ воздуха система выходит из режима автосохранения, т.е. расстройно увеличивается. Система будет находиться в удер-ии до (.) 1,

Поскольку и имеют противоположные значения, при дальнейшем увеличении расстройки схема перейдет из положения 1 положение в 3 и ____________ автосопр. (1-) 2 неустойчиво, т.к. крутизны имеют одинаковый знак.

Система ФАПЧ

ФАПЧ обеспечивает синхронизацию причин по_____________ и опорного _________ _____________, причем частоты опорного и принимаемого становятся равны. Данное свойство ____________ отличает ФАПЧ и АПЧ. Однако остается _________ ошибка.

Налич____ ______ фазовый детектор на который подается колебание. В простейшем случае - опорномf соответствует промежуточной. Аналогично АПЧ выделяют режим захвата и удержания.

Проведем анализ упрощ-ой вариант ФАПЧ.

– частота генератора.

– номинальное значение, без ФАПЧ

Введем в рассмотрение детекторную характеристику фазового _____________

- д. ф. между опорным и поступ.

В соответствии с полученным выражением характеризуется управление петли ФАПЧ имеет вид:

Имеется участок с нулевой ошибкой по частоте (принцип отличает ФАПЧ от АПЧ), данное обстоятельство является следствием _____________ ошибки 1-го ___________ за счет петли ФАПЧ.

Введем в рассмотрение фазы колебаний для генератора и опоры.

Рассмотрим данное уравнение на качественном уровне:

Используем простейший фильтр, причем в полосепропускания

Рассмотрим три случая:

Поведение определяется поведен. производной, при отрицательных производных уменьшается, что отмечено стрелками в лево, при положительных обратно. Следовательно: наблюдается стремление функции к точкам с нулевой производной. Следовательно, там функция попадает в устойчивое состояние и система ФАПЧ находится в режиме удержания. (Система может иметь несколько точек устойчивого состояния).

По частоте __________, т.е. между колеб.

Ошибка увелив-ся и увелич-ся(по _________ _________ не одинакова).

Как правило система АПЧ имеет более широкие полосы захвата и удержания, как следствие целесообразно включать параллельно ФАПЧ и АПЧ, при больших расстояниях работоспособны АПЧ, а при малых – ФАПЧ.

Системы АРУ

АРУ предназначены для поддержания на выходе каскадов уровня сигнала при котором уровень принимаемых искажений не превышает заданный.

В зависимости от структуры выделяют следующие схемы:

1) С обратной связью

2) С опережающей

3) Комбинированные

1.feed back ОС

Где:

К – усилитель с регулируемыми коэффициентами

ЦУ – Цепь управления

Особенностью АРУ является включение АМ детектора В пиковом режиме (ПД)

В режиме детектирования (стр 24) АМд t- имеет ограниченную величину для устранения () связанные с инерционностью RC цепи.

В системе АРУ, АМ детектор должен выделять максимальное значение сигнала из которого оформляется сигнал регулирования коэффициента усиления.

Пиковый детектор выделяет максимальное значение, так, чтобы не изменялся характер модуляции, т.е. t>>T без ограничения сверху, Недостатком системы АРУ с обратной связью является высокая инерционность, т.е. сначала сигнал воздействует на усилитель, а потом по результатам регулируется усиление.

2. feed for wavd.