Другие предметы \ Электромагнитная совместимость

Модулятор и демодулятор следящей системы, страница 2

Рассмотрим однополупериодный демодулятор, у которого на вход подан высокочастотный сигнал с постоянной амплитудой (рис. 4).

Действующее значение входного сигнала, если он синусоидален, следующее:

Среднее значение выходного сигнала

Тогда коэффициент передачи однополупериодного демодулятора можно найти:

Теперь рассмотрим однополупериодный модулятор, на вход которого подан постоянный во времени сигнал (рис. 5).

Среднее значение сигнала на выходе

Тогда коэффициент передачи однополупериодного модулятора

Коэффициент передачи двухполупериодных устройств.

Рассмотрим двухполупериодный демодулятор с прежним синусоидальным сигналом на входе (рис. 6).

В этом случае входной сигнал характеризуется следующим средним значением.

Тогда коэффициент передачи двухполупериодного демодулятора

Теперь рассмотрим двухполупериодный модулятор с постоянным сигналом на входе (рис. 7).

Найдем действующее значение напряжения на выходе данного модулятора:

Тогда коэффициент передачи двухполупериодного модулятора

Схема двухполупериодного демодулятора и вид сигналов в нем изображены на рис. 8,а и на рис. 8,б, где U_k1 и U_k2 – напряжения на выходе первого и второго транзисторного ключа, рассматриваемые относительно средней точки трансформатора, U_вых= U_k1 + U_k2.

Знаки напряжений, указанные на рис. 8,а без скобок, соответствуют нечетному полупериоду, а знаки в скобках – четному. Принцип работы данного модулятора ясен из графиков (рис. 8,б).

Схему двухполупериодного демодулятора (рис. 8,а) может быть использована для работы в режиме двухполупериодной модуляции. Для этого необходимо входной сигнал модулятора подать на выходные клеммы демодулятора (рис. 9,а).

На рис. 9,б изображены зависимости сигналов в схеме от времени.

U_к1 и U_к2 – напряжения на выходе первого и второго транзисторного ключа, рассматриваемые относительно средней точки трансформатора,

U_вых= U_k₁ + U_k₂.

8.3 О фильтре демодулятора (обеспечение требуемых пульсаций).

Итак, на выходе демодулятора появляются импульсы, вырезанные из входного сигнала. Интересующая нас огибающая входного сигнала демодулятора описывается импульсами на выходе демодулятора. Чтобы получить сигнал, явно характеризующий данную операцию, поставим на выходе демодулятора сглаживающий фильтр (рис. 10).

Пусть сопротивление R' мало (предполагается, что это выходное сопротивление операционного усилителя, например). Тогда, учитывая малость сопротивления открытого ключа демодулятора, можно сказать, что постоянная времени заряда конденсатора фильтра (С_ф) мала, и, следовательно, при заряде конденсатора напряжение на нем примерно повторяет входной сигнал фильтра (выходной демодулятора).

Разряд же происходит через сопротивление R_ф (это может быть, например, входное сопротивление операционного усилителя). Тогда постоянная времени разряда конденсатора фильтра t = С_ф ^. R_ф (размерности С_ф – [Ф], R_ф – [Ом]).

На рис. 11 показан возможный сигнал на выходе фильтра (случай однополупериодного модулятора).

Упростим вид сигнала U_вых.ф (t) (рис. 12).

Ясно, что чем меньше амплитуда пульсаций, тем качественнее выделяется огибающая модулированного входного сигнала демодулятора. Размах пульсаций можно охарактеризовать с помощью коэффициента пульсаций:

где U_п – действующее значение напряжения пульсаций,

(т.к. напряжение пульсаций имеет форму треугольника);

U_ср – среднее значение напряжения пульсаций.

U_разм – удвоенная амплитуда пульсаций, размах пульсаций;

– амплитуда пульсаций;

Т – период входного сигнала фильтра.

Учитывая то, что мы сделали ряд допущений, поставим цель найти приближенную связь между коэффициентом пульсаций g_п1 (для случая однополупериодного модулятора) и параметрами фильтра С_ф и R_ф.

Сначала будем искать выражение для U_п.

Из рис. 12 видно, что треугольники ABC и A'BC' подобны, поэтому можно записать равенство