Частотный детектор на паре расстроенных контуров

Фильтр низких частот служит для устранения предискажений коэффициента фильтрации детектора. Преобразователь вида модуляции выполнен на двух транзисторах, в коллекторные цепи которых включены два колебательных контура, симметрично расстроенные относительно несущей частоты детектируемого сигнала. для пояснения принципа действия детектора обратимся к рисунку, где изображены зависимости напряжений на первом и втором контурах от частоты приходящего сигнала. поскольку нагрузки и амплитудных детекторов и включены встречно, то зависимость выходного напряжения частотного детектора от частоты приходящего сигнала будет отображаться кривой (суммарной, которая является разницей между и ), которая является статистической характеристикой рассматриваемого детектора.

Рассмотрим случай точной настройки двух контуров на , т.е. , то напряжение на выходе частотного детектора равно нулю, т.к. .

Такая схема является дискриминатором.

Эта схема устраняет недостатки, связанные с нелинейностью АЧХ контура.

Недостатки.

Относительная сложность настройки двух контуров. Форма статистической характеристики ЧД сильно зависит от расстройки контуров.

Часто такие частотные детекторы используются в системах автоподстройки частоты.

Частотный детектор (дискриминатор) на паре связанных контуров, настроенных в резонанс с несущей частотой. ЧМ р/с.

В этой схеме устранены недостатки оговоренные выше.

Через дросель замыкаются постоянные составляющие диодов 1 и 2. Предотвращает шунтирование конденсатором первого контура. Эта схема широко используется в приёмниках ЧМ колебаний, а так же в устройствах автоматической подстройки частоты генераторов. Два резонансных контура имеют индуктивную связь и кондуктивную.

Принцип действия Ч.Д.

Описание схемы. Входной сигнал ВЧ воздействует на линейный резистивный усилитель. С выхода усилителя (т.А ) поступает сигнал к средней точке подключенного второго контура. (конденсатор не влияет на этот процесс). Это создаёт в точке В и Д синфазные напряжения по фазе и амплитуде. Кроме того существует индуктивная связь, которая создаёт на вторичном контуре напряжение . За счёт индуктивной связи в т. В и Д наводятся противофазные напряжения , т.е. и есть векторная сумма и . Считая на выходе частотного детектора

(1)

Режим несущей частоты.

1) Рассмотрим первый случай, когда , т.е. , , .

Принцип действия рассмотрим с помощью эквивалентной схемы.

Пусть и напряжения на 1 и 2 контурах, а и напряжения в точках В и Д относительно эмитера (земли). Напряжения и представляют собой амплитуды высокочастотных напряжений, приложенных к диодам и . Ток протекающий в индуктивности 1 контура (4). За счёт тока возникает переменное магнитное поле, которое во вторичном контуре будет наводить ЭДС , где М – взаимоиндуктивность (5)

(считаем ).

Ток протекающий в индуктивности второго контура

, где - сопротивление потерь контура на резонансе (6)

это ток создаёт напряжение на выходе второго контура

(7) - добротность.

Напряжение сдвинуто по фазе на относительно напряжения .

Определяем напряжения и . Учитывая, что на схеме замещения средняя точка второго контура присоединена по высокой частоте непосредственно к точке и следовательно напряжение является суммой напряжения и половины напряжения

(8)

Аналогично определим

(9)

Определим модули и

(10)

Фазы напряжений и симметричны относительно напряжения .

Так как выпрямленные напряжения и , действующие на резисторах и (включенные встречно) пропорциональны амплитудам и , то результирующее напряжение на выходе детектора, равно разности и , при резонансной частоте равной будет равно нулю

.

Случай 2. Частота сигнала на входе детектора больше . Рассмотрим векторную диаграмму напряжений при расстройке.

Если частота отлична от , то второй контур расстраивается и начальная фаза будет другой отличной от относительно .

Тогда вектор ДВ соответствующий напряжению повернётся относительно резонансного положения на угол , который определяется выражением

Возрастает амплитуда напряжения и убывает .

, тогда

т.е. чем больше отклонение от резонансной частоты тем больше .

Случай 3

Частоты сигнала на входе детектора Меньше резонансной частоты контура.

Рассмотрим векторную диаграмму напряжений при расстройке.

Если частота сигнала отлична от , то второй контур расстраивается и начальная фаза будет отлична от .

Статическая характеристика ЧД

В ЧД со связанными контурами необходимо иметь меньшее затухание контуров, чем в детекторе с расстроенными контурами.

В частотном детекторе со связанными контурами осуществляются следующие преобразования:

1) Девиация частоты входного колебания преобразуется девиацию фазы напряжения .

2) Девиация фазы напряжения (относительно фазы ) преобразуется в амплитудную модуляцию напряжений, приложенных к диодам.

3) Амплитудное детектирование.

Существуют и другие разновидности частотных детекторов. Например, частотные детекторы, которые преобразуют девиацию частоты входного сигнала в девиацию фазы, осуществляется в одиночном контуре.

Фазовым детектированием называют операцию в результате которой выделяется НЧ сигнал, амплитуда которого перямопропорциональна закону изменения фазы исходного сигнала.