Главная  Журналы 

0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

ная работа амплитудного детектора. Подавление в усилителе высокой частоты боковых составляющих а.мплятуйио-модулированного сигнала компенсируется соответствующим подъемом характеристики в усилителе низкой частоты.

ПРИНЦИП СИНХРОННОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЧМ СИГНАЛОВ

В последние годы метод синхронного детектирования находит применение в приемниках частотно-модулированных сигналов. Ча -стотно-модулнрованное колебание можно представить проекцией вектора OA, который вращается с угловой сквр остью

{Оо = ыо-1-Аы sin (6)

где Дсо -девиация частоты, й - модулирующая частота.

Рассмотрим движение этого вектора в системе координат, вращающейся с угловой скоростью соо (рис. 11). Когда значение sin сганОБИтся отрицательным, вращение вектора происходит в обратном направлении. Че.м больше модулирующая частота, тем меньше



Рис. П. Векторное изображение ЧМ сигнала.

Рис. 12. Сумма немодулирован-ного сигнала и слабой помехи.

время вращения вектора в одном направлении и тем иа меньший угол отклоняется вектор от среднего положения. Максимальное отклонение частоты Дсо и отклонение фазы р связаны соотношение.м Ды = рй.

Слабая помеха АС (рис. 12) при немодулироваином сигнале OA вызывает небольшое колебательное отклонение вектора суммы ОС с разностной частотой помехи и сигнала. Выходное напряжение частотного детектора пропорционально разностной частоте. При помехе с равномерным радиочастотным спектром низкочастотный спектр помехи получается треугольным (рнс. 13). Фильтр нижних частот, стоящий после детектора, не пропускает высокочастотные составляющие помехи. Если входной сигнал промодулирован по частоте, отношение напряжений сигнал/помеха на выходе приемника намного больше, чем на входе. Выигрыш в помехоустойчивости возрастает с увеличением отклонения фазы р. При.менение широкополосной частотной модуляции обеспечивает высококачественный прием УКВ радиовещания в зоне прямой видимости передатчика. Благодаря введению высокочастотной предкоррекции при передаче получается дополнительный выигрыш в помехоустойчивости и отношение мощ-



ностей сигнал/помеха иа выходе радиовещательного приемника в 170 раз больше, чем иа входе.

Иначе происходит детектирование при сильной по.мехе. Вектор суммы сигнала и сильной помехи может совершить быстрый скачок фазы на угол р=2я (рис. 14). Это происходит в моменты, когда синфазная составляющая помехи больше сигнала, а ортогональная составляющая меняет знак на противоположный. Низкочастотный

Рис. 13. Выходной спектр частотного детектора при действии немодулированного сигнала и слабой помехи.


спектр такой по.мехи равномерный (рнс. 15). Изменение выходного спектра частотного детектора с треугольного на равно-мерный приводит к резкому увеличению помех на выходе фильтра нижних частот. Линейная зависимость между входным рвх н выходным Рвых отношениями сигнал/помеха нарушается, и наступает порог помехоустойчивости частотной модуляции (рис. 16).

Для снижения порога помехоустойчивости приложим дополнительно к частотно.му детектору напряжение от гетеродина, сннхро-


1. чч\1ччч\\чч\\ч\

Рнс. 14. Сумма немодулированного сигнала и сильной помехи.

Рис. 15. Выходной спектр частотного детектора при действии немодулированного сигнала и сильной помехи.

низированного средней частотой ЧМ колебания. Помеха ие может превысить напряжение гетеродина, поэтаму аномальных скачков фазы, вызывающих равномерный низкочастотный шум, не будет, а отклонение фазы Р уменьшится. Для широкополосной частотной модуляции это уменьшение непропорционально первоначальному отклонению фазы. Возникающие при детектировании нелинейные искажения устраняются введением отрицательной обратной связи по фазе: выходное напряжение детектора управляет фазой синхронного гетеродина так, что разность фаз напряжений сигнала н гетеродина уменьшается. Цепь обратной связи вьшолняется так же, как в системе синхронизации с фазовой автоподстройкой частоты.

Рассмотрим работу классического частотного детектора. Для

2* И




Рис. 16. Зависимость между в.ходным и выходным отношениями сигнал/помеха в радиовещательном ЧМ приемнике.

этого вспомним основное свойство колебательного контура: если от иего отключить внешний источник напряжения, то при достаточно высокой добротности в контуре некоторое время будет существовать затухающее колебание, по которому мы можем судить о воздействовавшем иапря-pg женин. Иначе говоря, колебательный кон-

g-г-тур обладает свойством «кратковременной

памяти».

Схема частотного детектора показана на рис. 17,а. На диод Ш поступает сумма векторов, а на диод Дг - разность векторов напряжений колебательного контура и сигнала [/с. Контур LC имеет индуктивную связь со входом. Если частота входного сигнала и частота настройки контура совпадают (рис. 17,6), разность фаз сигнала и колебаний контура равна 90° и амплитуды напряжений иа диодах Д\. и Дг одинаковы. В этом случае напряжение на выходе частотного детектора, определяющееся разностью амплитуд, отсутствует (полярность включения диода Дг следует изменить).

Пусть частота входного сигнала увеличилась, т. е. фаза стала нарастать быстрее. Благодаря свойству «кратковременной памяти» частота колебания контура осталась прежней. Разность фаз (рис. 17,в) сигнала и колебаний контура увеличивается. Длина вектора суммы теперь не равна длине вектора разности и амплитуды напряжений иа диодах Д\ и Дг неодинаковы. Появляется напряжение на выходе детектора, значение которого пропорционально отклонению частоты входного сигнала.


Рис. 17. Частотный детектор, о -схема; б, в -векторные диаграммы напряжении.

В целом работа частотного детектора сводится к измерению длины вектора 041 (рис. il8), который равен разности между векто-ра.ми сигнала и колебаний контура, т. е. к сравнению прямого 0А\ и задержанного ОЛо сигналов. Такой метод приема называется автокорреляционным. Для повышения помехоустойчивости необходимо





0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25