Детектирование модулированных сигналов (детекторы АМ, ЧМ, ФМ – сигналов. Синхронный детектор). Фазовые детекторы

50.Детектирование модулированных сигналов (детекторы АМ, ЧМ, ФМ – сигналов. Синхронный детектор).

1. Фазовые детекторы – для выделения из ФМ – колебания НЧ – сигнала, пропорционально закону изменения фазы.

Т.к фаза всегда измеряется относительно чего-то, то в ФД как правило используется опорный генератор, относительно фазы которого происходит сравнение.

Сравнение фазы можно проводить:

- Использование перемножителей Uоп(t) и Uc(t)

     Uоп имеет частоту = частоте немодулированного сигнала.

- убирается при помощи ФНЧ.

- Нелинейное преобразование суммы сигналов Uоп(t) + Uc(t)

использование нелинейного преобразования суммы сигналов сводится к произведению а все остальные составляющие фильтруются.

- Использование ключевых схем Uг(t) подается на ключи в фазе а Uс(t) в противофазе. В зависимости от соотношения фаз будут меняться токи.- На основании балансных фазовых устройств, в которых изменение фазы преобразуется в изменение амплитуды вспомогательного сигнала и последующее его амплитудное детектирование.

2.Частотные детекторы – для детектирования ЧМ – сигналов их принцип действия основан на:

- преобразовании изменения частоты в изменение амплитуды, а затем А – детектирование. Реализуется на основе зависимости  коэффициента передачи цепи от частоты (простейшая RC - цепь )

- преобразовании ЧМ – сигнала в фазовый сдвиг между вспомогательными опорными напряжениями (ФМ - колебания), а затем Ф – детектирование.

- преобразовании ЧМ – сигнала в последовательность импульсов, частота следования которых . Отклонение частоты сигнала от среднего значения  - частотно-импульсные детекторы.

3.Амплитудные детекторы

Качественные показатели амплитудного детектора зависят от амплитуды сигналов. Наиболее полно разработаны методы для сильных и слабых сигналов. Понятие сильного и слабого сигнала зависят от свойств нелинейного элемент, т е можем ли мы аппроксимировать нелинейную характеристику эл-та прямой линией.

Осуществить детектирование можно подав АМ – сигнал на безинерционный нелинейный элемент и осуществить затем фильтрацию НЧ – составляющей. В качестве НЭ элемента используется диод.

Е0 – начальное смещение для выбора рабочей точки.

RC – нагрузочная цепь.

Форма  определяется процессом зарядки и разрядки емкости С. В силу нелинейности цепи процесс зарядки происходит быстрее разрядки.

Если вх сигнал имеет АМ с глубиной М и частотой , а Uнагр успевает следить за изменением амплитуды вх сигнала, то

 становится функцией времени и повторяет закон модуляции вх сигнала. Это возможно, если выполняется условие: значение R ограничено Квадратичность детекторной характеристики приводит к значительным искажениям АМ – сигнала (>5%). Чтобы , то М должно быть <20%. Поэтому детектирование слабых сигналов не используется. Для сигналов с амплитудой  В детектор можно считать, как квадратичный.

4. Синхронный детектор

Если гетеродин настроен точно на частоту сигнала, подав АМ – колебания на такой преобразователь частоты получим:

 - состовляющая, зависящая от сдвига фазы, поэтому имеются НЧ – колебания.

 - закон изменения амплитуды ВЧ АМ – сигнала.

Синхронный детектор – преобразователь частоты при условии . Для выделения полезного сигнала на выходе вкл ФНЧ (простейшая RC – цепь).

На практике между  и поддерживается жесткое фазовое соотношение . Для этого используют ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты).