Получение и детектирование колебаний угловой модуляции, страница 5

При противоположном знаке расстройки преобладает выпрямленное напряжение  второго диода, и на выходе детектора действует отрицательное напряжение.

Количественный анализ схемы приведен в учебнике [1], где показано, что напряжение звуковой частоты на выходе детектора приводится к виду

,                                                           (12.9)

где - резонансное напряжение на первом контуре, – функция, в определенном масштабе определяющая детекторную характеристику

.                                         (12.10)

Здесь – фактор связи между контурами.

Выражение (12.10) проиллюстрировано графически на рис.12.18 для различных значений фактора связи . Сгибы  неизбежны потому, что при больших расстройках амплитуды напряжения на диодах уменьшаются.

           Рис.12.18

12.5. Фазовые детекторы

    Синхронный  детектор.  В разделе 08.5 было показано что синхронный детектор с использованием АПС обладает универсальными свойствами. Кроме АМ он может детектировать и ФМ сигналы.

Действительно, если подать на вход Х  АПС ФМ сигнал  , а на вход У   опорное напряжение  той же частоты , то напряжение на выходе АПС будет

=

= + .

Напряжение на выходе ФНЧ

.                             (12.11)

Детекторная характеристика  приведена на рис.12.19. При условии, что и индекс модуляции  невелик (), можно приближенно принять . Тогда детекторная характеристика будет линейной (участок АВ на графике рис.12.19) и детектирование будет происходить без искажений

.             (12.12)

Примечание. В качестве перемножителя сигналов может быть использован кольцевой преобразователь (см. п. 7.4)

Диодный  детектор. Схема приведена на рис.12.20, а. Если на вход детектора поданы детектируемое и опорное напряжения

,  , то результирующее входное напряжение будет

.

Рис.12.20

На рис. 12.20, б приведена векторная диаграмма, поясняющая суммирование напряжений, из которой следует, что амплитуда входного сигнала зависит от фазового сдвига

.

Напряжение на выходе детектора с коэффициентом передачи  

                              (12.13)

            Рис. 12.21

Зависимость , описываемая выражением (12.13) представляет собой детекторную характеристику. График её дан на рис. 12.21 (для случая ). Детекторная характеристика близка к линейной  в диапазонах  и .

Недостаток. Ввиду нелинейной детекторной характеристики в такой схеме значительны нелинейные искажения, что ограничивает её применение.

        Рис.12.22

Балансный  детектор.  Получил большое распространение ввиду более протяженного линейного участка детекторной характеристики. Схема приведена на рис.12.22. Детектор по существу является двухтактным и состоит из двух ранее рассмотренных одинаковых детекторов. Входной трансформатор повышающий (2:1), на каждой половине его вторичной обмотки  формируются одинаковые напряжения амплитудой . На вход одного детектора подается сумма входного напряжения и опорного, на вход другого – их разность.

,   .         (12.14)

Выходное напряжение всей схемы равно разности напряжений на выходах диодных детекторов:

.                                   (12.15)

На рис.12.23 построены векторные диаграммы, соответствующие выражениям (12.14) для  и .  При сдвиге фаз , векторная диаграмма получается симметричной и амплитуды  и  равны. При этом выходное напряжение всей схемы равно нулю. При сдвиге фаз, отличном от , симметрия векторной диаграммы нарушается, векторы  и будут неравными по абсолютной  величине и, следовательно, выходной напряжение будет отлично от нуля.

Рис.12.23

Рис. 12.23

Зависимости ,  и  от  построены на рис.12.23,б. Из графика  очевидно, что в пределах  эта зависимость линейная, следовательно, детектирование будет происходить без нелинейных искажений.