Детекторы радиосигналов. Виды детекторов и основные характеристики амплитудных детекторов, страница 11

При возра­стании частота сигнала приближается к резонансной частоте пер­вого контура f₁ и удаляется от частоты настройки второго конту­ра f₂. Напряжение на первом контуре увеличивается, а на втором уменьшается. При понижении частота сигнала приближа­ется к f₂ и удаляется от f₁, увеличивается напряжение на вто­ром контуре и уменьшается на первом. Сигнал с ЧМ становится амплитудно-частотно-модулированным. С контуров напряжения по­ступают на амплитудные диодные детекторы. Результирующее на­пряжение образуется как разность двух напряжений:

                                                                  (5.47)

где К_Д — коэффициент передачи диодных детекторов.

На рисунке 5.33 показаны напряжения на нагрузках диодных де­текторов и₁ и и₂ с учетом полярности (штриховые линии) и резуль­тирующее напряжение на выходе (сплошная линия). В (5.47) ннапряжения на первом и втором контуре равны соответственно

,                            (5.48)

,                         (5.49)

где Df₁=Df_o-Df, Df₂=Df_o+Df —абсолютные расстройки контуров при девиации

        Рисунок 5.33                            Рисунок 5.34

частоты сигнала Df;

.                                                                                   (5.50)

— резонансное значение амплитуды напряженияна каждом из контуров. Если усилительный прибор VT₁ работает в режиме огра­ничения, то в (5.50) вместо  входит амплитуда первой гар­моники крутизны S_m1.

В (5.48), (5.49) , — обобщенные расстройки. Для симметрии детекторной характеристики не­обходимо,   чтобы , т. е. . Иначе говоря, полосы пропускания обоих контуров должны быть одинаковыми: . Поэтому любой девиации часто­ты Df соответствует обобщенная расстройка .

С учетом сказанного после подстановки (5.48), (5.49) в (5.47), получим напряжение на выходе детектора

,                                                                   (5.51)

где

                                             (5.52)

— функция обобщенной расстройки — нормированная детектор­ная характеристика детектора. На рисунке 5.34 приведена правая ветвь характеристики  при разных . Вследствие симметрии характеристики нелинейные искажения могут появиться только из-за нечетных гармоник частоты модуляции. Четные гармоники сказываются лишь при неидентичности контуров ЧД или при его неточной настройке. Детекторная характеристика наиболее близка к линейной при .

         Балансный детектор со связанными контурами (рисунок 5.35) от­носится к типу частотно-фазовых. Преобразователем модуляции является цепь из контуров L₁C₁ и L₂C₂, настроенных на среднюю частоту принимаемого сигнала. При отсутствии модуляции напря­жение на втором контуре U₂ сдвинуто на 90° по отношению к на­пряжению на первом контуре U₁,а при ЧМ между U₁ и U₂  появ­ляется дополнительный сдвиг j, пропорциональный изменению ча­стоты. Покажем это с помощью векторных диаграмм. Исходным для их построения возьмем вектор U₁ (рисунок 5.36,а). Ток I_L1 в ка­тушке L₁ отстает по фазе от напряжения U₁ на 90°. ­

Рисунок 5.35

Этот ток на­водит во втором контуре ЭДС , под действием кото­рой возникает ток I₂. На резонансной частоте I₂ совпадает по фа­зе с E. Он создает на катушке L₂ напряжение U₂, опережающее по фазе ток I₂ на 90°. Поэтому на резонансной частоте U₁ и U₂сдвинуты по фазе на 90°.

Если частота сигнала выше резонансной частоты контуров (f_c>f_o), ток I₂ отстает по фазе от ЭДС E на некоторый угол j (рисунок 5.36,б), так как сопротивление второго контура имеет индук­тивный характер. Напряжение U₂ по-прежнему опережает I₂ на 90°, поэтому U₂ сдвинуто относительно U₁ на угол, больший 90°. Аналогично можно показать, что при f_c<f_o фазовый сдвиг между U₁ и U₂ меньше 90° (рисунок 5.36,в). Таким образом, изменение частоты преобразуется

в изменение фазового сдвига между напря­жениями на первом и втором контурах. Эти напряжения подают­ся на диоды фазового детектора, построенного по типу

                                              Рисунок 5.36