Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 32

В случае неперекрывающихся спектров составляющих выход­ного тока перемножителя нет принципиальной необходимости в схемной компенсации. Однако в силу ограниченных фильтрующих возможностей реальной нагрузки перемножителя может оказать­ся нежелательным протекание через нее лишних составляющих то­ка. Поэтому на практике часто применяют балансные схемы пе­ремножителей, реже — кольцевые. Например, если одно из пере­множаемых напряжений является опорным и по амплитуде намного превышает другое, возникает практическая необходимость в при­менении балансного перемножителя. Балансная схема вместе с последующей фильтрацией обеспечивает надежное подавление ин­тенсивной составляющей с частотой опорного  колебания,  а   так же компенсацию продуктов взаимодействия спектральных компонентов   широкополосного   опорного   напряжения.

Сравнение двух рассмотренных типов КД позволяет сделать следующие выводы. В случае вычисления  аналоговый вы­числитель в виде КД с перемножением колебаний одинаковых час­тот является наиболее простым устройством. Однако в случае вы­числения модульного значения Z_Tпреимущество имеет КД с перемножением колебаний различных частот, так как он не тре­бует квадратурной обработки. Кроме того, его преимущества связаны с более широкими возможностями обработки на проме­жуточной частоте по сравнению с обработкой на низкой частоте.

В частности, облегчается управление частотой фазой колеба­ний.

При обработке длительных сигналов для обеспечения большо­го времени интегрирования можно построить УПЧИ по схеме с многократным преобразованием частоты, применив фильтры с высокодобротными   кварцевыми   резонаторами.

Наконец, второй тип КД позволяет получить при одинаковых схемах перемножителей более высокое качество перемножения, которое характеризуется относительным уровнем лишних состав­ляющих в выходном напряжении КД- Это обусловлено проявлени­ем на низкой частоте эффекта детектирования и наличием авто спектров, схемная компенсация которых на практике может быть только частичной в силу неполной симметрии балансных и коль­цевых схем. Указанные достоинства обусловили преимущественное использование в настоящее время КД с перемножением колебаний различных   несущих   частот.

2.6.   Преобразователи   аналоговых  сигналов   в  цифровую   форму

В зависимости от вида обработки преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму может производиться либо после усилителя промежуточной частоты (в перспективе после усилите­лей высокой частоты), либо после аналогового детектора.

При когерентной обработке квантование сигналов непосредст­венно с выхода УПЧ оказывается нецелесообразным. Поэтому обычно квантуют комплексную огибающую, представленную при помощи ее квадратурных составляющих. При этом квантуемые процессы оказываются более низкочастотными и поэтому удоб­ными для преобразования в цифровую форму.

Структурная схема преобразователя аналогового сигнала в циф­ровую форму представлена на рис- 2.67.

Напряжение u(t) с выхода усилителя промежуточной частоты поступает на входы фазовых детекторов (ФД), ко вторым входам которых прикладывается сигнал с выхода шорного гетеродина (ОГ). Причем на один из них (ФД2) —через фазовращатель с по­стоянным сдвигом фазы, равным = 90°. Опорный гетеродин вы­рабатывает гармоническое колебание , частота которого равна (резонансной частоте УПЧ, т. е. . На выходах ФД1 и ФД2 получаем  квадратурные  напряжения.   При  этом   информация   об

узкополосном процессе вся сохраняется, так как она содержится в   его   комплексной   огибающей

Полученные видеочастотные напряжения U_c(t) и U_s(t) пре­образуются в цифровую форму с помощью 'АЦГГ • Цифровые ко­ды с выходов АЦП выдаются в цифровые устройства пространственно-временной   обработки.

2.6.1.  Преобразования сигнала в элементах АЦП

Входным для АЦП является видеочастотный аналоговый си­гнал,   а   выходным — цифровой.

Под термином «аналоговый» будем понимать сигнал, который является непрерывным по времени и может принимать непрерыв­ные значения по амплитуде. Под термином «цифровой» подразу­мевается,  что и время,  и  амплитуда  сигнала  квантованы.   Если квантовано только время, то имеет место дискретный сигнал.     

В   АЦП   обычно   осуществляется:

дискретизация аналогового напряжения во времени с периодом ;

квантование положительных и отрицательных уровней мгновенных   значений   напряжений;

кодирование уровней в двоичной цифровой форме.

Структурная схема АЦП изображена на рис- 2.68. Аналоговое видеочастотное напряжение с выхода ФД поступает на временной дискретизатор (ВД)  АЦП, на выходе которого имеет место дискретный сигнал. Обычно дискретный сигнал получается в резуль­тате периодического прерывания непрерывного сигнала с постоянным

периодом . На рис. 2.69 иллюстрируется принцип получения дискретного сигнала, основанный на пропускании непрерывного сигнала U(t) через ключ, который периодически замыкается на время  (рис. 2.69,а). Если время замыкания ключа существенно меньше периода , то последовательность импульсов  (Рис. 2.69,г) можно приближенно рассматривать как дис­кретный сигнал U(n), показанный на рис. 2.69,д

Дискретный сигнал математически описывается выражением

где .

Чаще дискретный сигнал записывают в более удобной форме

где

Дискретный сигнал U(n) квантуется по уровням в ампли­тудном квантователе (АК). Весь диапазон изменения дискретного сигнала делится на интервалы, и операция квантования сводится к тому, что всем отсчетам дискретного сигнала, попавшим /в неко­торый интервал, приписывается одно и то же заданное значение. Этот процесс иллюстрируется на рис. 2.70, где изображена амплитудная

характеристика одного из вариантов построения АК. На­пример, для всех значений дискретного сигнала U(n), распо­ложенных между U₁ и U₂, значение сигнала на выходе АК будет U(n)=.

В кодирующем устройстве (КУ) каждому уровню присваивается соответствующий цифровой код, например, как показано на ри­сунке. То есть, если отсчет дискретного сигнала попадает в интер­вал между U₁ и U₂, то на выходе АК появится число 001.