Получение и детектирование колебаний угловой модуляции, страница 3

Поскольку в спектре  модулированного сигнала нет компонент НЧ, которые должны быть получены, то для детектирования должны быть использованы нелинейные или параметрические цепи.

Использовании НЭ и линейного преобразователя. Для преобразования спектра сигнала детектор должен содержать НЭ. Однако в отличие от амплитудного детектора одного НЭ недостаточно. НЭ проявляет свои нелинейные свойства при изменении действующего на него напряжения, а не при изменении частоты или фазы сигнала. У ЧМ и ФМ сигналов амплитуда постоянна.Поэтому ЧМ и ФМ колебания необходимо предварительно преобразовать в АМ колебания с последующим детектированием амплитудным детектором.

Структурная схема детектора приведена на рис. 12.8. Линейный преобразователь ЛП преобразует входное колебание , промодулированное по углу, в колебание с изменяющейся амплитудой . Выходное колебание амплитудного детектора АД пропорционально амплитуде колебаний на его входе.

В качестве  ЛП можно использовать любую цепь, обладающую неравномерной АЧХ  (обычно расстроенный резонансный усилитель), а  в качестве АД – любой из рассмотренных в главе 08 детекторов.

12.4. Частотные детекторы

ЧМ детектор с расстроенным резонансным усилителем. Схема детектора приведена на рис. 12.9,  а построение закона изменения амплитуды выходного напряжения усилителя – на рис. 12.10.

Резонансная частота контура  отличается от средней частоты модулированного колебания. В исходном режиме, когда модуляция отсутствует, рабочая точка РТ должна устанавливаться на одном из скатов резонансной кривой по середине «линейного» участка. Тогда изменение амплитуды напряжения на контуре (выходе усилителя) будет повторять в известной мере изменение частоты входного напряжения.  Необходимо отметить, что построение, приведенное на рис. 12.10 справедливо при достаточно медленном изменении частоты колебаний, когда напряжение на контуре успевает следить за мгновенным изменением частоты. Условие медленно меняющейся частоты может быть записано как

, , где  – период модулирующего или видеосигнала,  – девиация частоты,  и  – постоянная времени и половина полосы пропускания резонансного усилителя.

В противном случае, когда напряжение на контуре не успевает следить за мгновенным изменение частоты, изображающая точка на резонансной кривой будет перемещаться по эллипсу, изображенному пунктирной линией.

Примечание. При точной настройке контура, когда , выходной сигнал искажается, частота изменения огибающей будет вдвое выше частоты полезной модуляции.

                             Рис. 12.9                                                  Рис. 12.10

Детекторная характеристика – это зависимость приращения выходного напряжения от приращения частоты относительно соответствующих координат рабочей точки

, т.е. это ветвь резонансной характеристики усилителя, центрированная относительно координат РТ. На рис.12.11, а приведены резонансные кривые усилителя с контурами различной добротности, а на рис. 12.11,б – соответствующие детекторные характеристики Штриховыми линиями выделены рабочие участки.

         Рис. 12.11

Недостатки схемы. Во-первых, контур должен быть расстроен относительно средней частоты входного ЧМ сигнала. Во-вторых, резонансная кривая одиночного контура имеет ограниченный «линейный» участок на скате. Уменьшение добротности контура приводит к расширению этого участка, но при этом уменьшается крутизна преобразования детектора – приращение выходного напряжения к приращению частоты (рис. 12.11).

Дифференциальная схема ЧМ детектора (рис.12.12). В этой схеме контуры усилителей расстраиваются относительно средней частоты входного сигнала на  (рис.12.13, а). Напряжение на выходе получается в виде разности двух продетектированных напряжений (рис.12.13, б)

.

Рис.11.12