Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 31

Использование способа компенсацси принципиально необходи­мо в случае одинаковых несущих частот перемножаемых напря­жений . На «нулевой» разностной частоте наряду с полезным взаимным спектром находятся мешающие автоспектры — продукт квадратичного детектирования входных напряжений. Автоспектры невозможно отфильтровать, их можно только скомпенсировать.

Идея компенсации авгоспектров аналогична идее компенсации шумов гетеродина в преобразователях частоты с балансными сме­сителями. Она состоит в том, что перемножитель образуется из двух идентичных плеч (рис. 2.65). Одно из входных напряжений подается на плечи в фазе, а другое — в противофазе, и произво­дится  вычитание  напряжений   (токов)   плеч.  Так,  в  цепи  диода VД2 действует суммарное ,  а  в  цепи  диода   VД2—раз­ностное  напряжение. Выходное напряжение балансного перемножителя  пропорционально разности токов плеч . Как видно, в выходном напряжении стро­го симметричной балансной схемы сохранились только составляю­щие,  содержащие нечетные     степени    и  соответствующие  им спектральные компоненты с частотами .

Полученные результаты справедливы в предположении полной сим­метрии (идентичности) плеч баланс­ной   схемы   перемножителя.

Фильтрация полезной составля­ющей напряжения на выходе пере­множителя осуществляется с по­мощью узкополосного фильтра интег­ратора, настраиваемого на разност­ную частоту и согласованного по полосе со сжатым спектром сигнала.

Корреляционные детекторы мож­но   разделить   на   два   типа:

КД с перемножением   колебаний одинаковых несущих частот;

КД с перемножением  колебаний различных несущих частот.

В корреляционных детекторах с перемножением колебаний одинаковых несущих частот  полезная составляющая на выходе перемножителя является напряжением низкой частоты-Ввиду необходимости компенсации автоспектров КД данного ти­па содержат балансные перемножители, нагруженные на инте­граторы в виде У?С-фильтров (рис. 2.65). Простейшие пассивные фильтры образуются включением конденсаторов С параллельно резисторам нагрузки плеч. С их помощью производится фильтрация низкочастотной полезной составляющей от составляющих с часто­тами  для балансной или — для кольцевой схем. С учетом фильтрации напряжение на выходе КД с балансным пе­ремножителем   равно

Возвращаясь к напряжениям с реальными спектрами и учиты­вая   усреднение   в   интеграторе,   получим

где  — коэффициент передачи КД;  — коэффициенты передачи перемножителя и интегратора соответственно. Под коэффициентом передачи перемножителя понимают отноше­ние амплитуды полезной составляющей выходного напряжения к произведению амплитуд входных напряжений: К_y — U_y/U₁U₂. Для балансного перемножителя . Коэффициент передачи пас­сивного   интегратора   К_и=1.

Корреляционные детекторы с перемножением колебаний оди­наковых частот (с выходом перемножителя по низкой частоте) по начертанию схем не отличаются от фазовых детекторов (рис. 2.57).

Различие заключено в режиме работы: в перемножителях ис­пользуется квадратичный участок ВАХ диодов, для чего амплиту­ды входных колебаний должны быть достаточно малыми, а имен­но: не превышать сотых—десятых долей вольта. При этом  и очевидна необходимость последующего усиления выходного на­пряжения КД с пассивным интегратором или применения активных интегрирующих фильтров — УНЧ. С включением в состав КД УНЧ, имеющего коэффициент передачи , можно обеспечить вели­чину   .

Получение с помощью корреляторов рассмотренного типа на­пряжения, пропорционального значению оценки огибающей , связано с необходимистью применения квадратурной обработки.

В корреляционных детекторах с перемножением колебаний различных несущих частот (с выходом перемножителя по раз­ностной частоте) производится предварительный сдвиг (по часто­те) спектра одного из перемножаемых напряжений. Свертка спект ра сигнала получается на частоте гетеродина сдвига f₀, которую можно выбрать вне зон, занятых автоспектрами и спектрами входных сигналов (рис. 2.64,г). В этом случае нет принципиаль­ной необходимости в схемной компенсации мешающих составляю­щих; достаточно выходное напряжение перемножителя, полезная составляющая которого имеет промежуточную частоту, подверг­нуть Фильтрации с помощью узкополсного УПЧ-интегратора (УПЧИ).

Структурная схема КД с перемножением колебаний различных частот (с выходом перемножителя по промежуточной частоте) приведена   на   рис.   2-66.

Взаимный сдвиг спектров перемножаемых напряжений дости­гается путем включения на одном из входов перемножителя вспо­могательного преобразователя частоты, состоящего из смесителя См, гетеродина сдвига и полосового фильтра ПФ.

В качестве перемножителя можно использовать смеситель лю­бого известного типа — односеточнык, многосеточный или диод­ный, обычный или балансный. Такой перемножитель по начерта­нию принципиальной схемы не отличается от смесителя преобр; преобразователя частоты и работает в режиме с использованием квадра­тичного участка ВАХ нелинейного элемента. Выходное напряжении перемножителя фильтруется, усредняется и усиливается активным полосовым интегрирующим фильтром УПЧИ, настроенным на час­тоту гетеродина сдвига. Амплитуда напряжения на выходе УПЧИ

пропорциональна значению оценки огибающей корреляционного ин­теграла Z_t, а фаза равна разности фаз исходных сигналов и включает фазу колебаний гетеродина сдвига. Поэтому для получе­ния напряжения  пропорционального модульному значению Z_T , достаточно продетектировать выходное напряжение УПЧИ с помощью амплитудного детектора АД:

При необходимости сохранить информацию о разности фаз принятых сигналов, т- е. получить напряжение . пропорцио­нальное Z_T, выходное напряжение УПЧИ следует продетектировать с помощью фазового детектора ФД, на который в качест­ве опорного подать напряжение гетеродина сдвига. Получим:

где Ккд. = КуК_кК_л; К_л — коэффициент передачи     амплитудного (фазового) детектора.