Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[27]

кГц, а частота генерируемого сигнала 3000,5 кГц, то образуется звуковой тон разностной частоты 500 Гц.

Детектор, работающий в режиме незатухающих колебаний, называется автодинным детектором. Если используются диоды-или другие детекторы, в которых для возбуждения автоколебаний обратная связь не применяется, то для приема непрерывных немодулированных кодовых сигналов необходимо применять отдельный генератор для подачи генерируемых им сигналов на детектор.

7.3. Фазовый детектор

Схему фазового детектора, показанную на рис. 7.3, нельзя отнести к схемам типа демодулятора, как две предыдущие схемы. Эта схема детектирует разность фаз двух сигналов, так что при наличии разности фаз могут быть приняты определенные меры по корректированию (см. разд. 4.6, 6.6, 6.7, 15.2 и 15.3). Фазовый детектор часто называют также фазовым дискриминатором или частотным компаратором. Схема фазового детектора, показанная на рис. 7.3, близка к схеме дискриминатора (демодулятора) ЧМ-сигналов, изображенного на рис. 7.5, а их основные рабочие характеристики практически идентичны. Поэтому анализ схемы, данный в этом разделе, применим и к схеме, показанной на рис. 7.5. В демодулирующей системе (рис. 7.5) индуктивность L4 связана с Lb т. е. она не является вторичной обмоткой трансформатора L4L5, как это имеет место в схеме, изображенной на рис. 7.3.

Входной сигнал

100 nW т

8ыходнор напряжение расстройки

Оперный сигнал

Рис. 7.3. Фазовый детектор.

£

Рис. 7.4. Векторные диаграммы фазового детектора.

Подлежащий анализу сигнал прикладывается к входной обмотке li и трансформируется во вторичную обмотку, состоящую из L2 - L3. Вторичная обмотка шунтируется конденсатором переменной емкости Сь благодаря чему образуется параллельный резонансный контур, настроенный на частоту контрольного (опорного) сигнала, который прикладывается к первичной обмотке L5 трансформатора и наводится на L4.

Если оба сигнала имеют идентичные частоты, то при хорошей балансировке системы прикладываемые к диодам сигналы одинаковы. В этом случае токи диодов протекают в направлениях, показанных на рис. 7.3 стрелками, создавая выпрямленный сигнал. Каждый диод проводит через полупериод, вследствие чего через диоды протекают пульсирующие токи. Однако пульсации напряжения на резисторах Ri и R2 сводятся к минимуму благодаря фильтрующему действию конденсаторов С2 и С3, так что через Ri и R2 протекают практически постоянные токи. Вследствие использования центрального отвода в обмотке L2 - L3 и равенства резисторов Rj и R2 падения напряжений на этих выходных резисторах равны и противоположны по знаку; поэтому при равенстве частот сигналов выходное напряжение равно нулю.

Работу схемы легче всего понять из анализа фазовых соотношений в рассматриваемом компараторе. На векторной диаграмме, приведенной на рис. 7.4, а, показаны соотношения фаз напряжений при равенстве частот обоих входных сигналов, когда входной колебательный контур находится в состоянии резонанса. В этом случае действующая в контуре индуцированная э д. с. Еинд изменяется в фазе с током 1к, протекающим через элементы


(активные и реактивные) контура. Такое положение обусловлено тем, что при резонансе реактивное емкостное сопротивление контура равно по величине и обратно по знаку индуктивному реактивному сопротивлению контура; эти сопротивления компенсируются, так что контур имеет лишь активное сопротивление. Поэтому между з. д. с., действующей в контуре,, и током контура нет ни опережения, ни отставания.

Напряжение опорного сигнала EL± на вторичной обмотке L4. сдвинуто по фазе на 180° относительно индуцированной э.д. с,. Еинд. Поэтому EL4 показано на рис. 7.4, а в виде вектора, направленного противоложно вектору Еинл.

Поскольку катушка L4 связана с входом и выходом системы, каждый диод подвержен воздействию двух сигналов: опорного и входного. Однако общее напряжение на каждом диоде является не арифметической, а векторной суммой напряжений сигналов. Это объясняется тем, что падение напряжения EL на нижней половине вторичной обмотки, отсчитываемое от средней точки этой обмотки, опережает на 90° ток 1К, протекающий через эту часть обмотки, по этой же причине падение напряжения EL2 на верхней половине вторичной обмотки, также отсчитываемое от средней точки этой обмотки, должно отставать от вектора 1к на 90°; таким образом, при резонансе напряжение £дэ на диоде Д1 равно векторной сумме EL4 и EL2, а напряжение Ед2 на диоде Д равно векторной сумме EL4 и EL3, Напряжения Едх и Ед2 показаны на рис. 7.4, а в виде диагоналей параллелограммов.

Если входной сигнал на L1 отличается от опорного сигнала на L5, то фазовые соотношения сигналов в рассматриваемом компараторе изменяются, в результате чего один из диодов проводит лучше другого. Поэтому падение напряжения на одном из выходных резисторов становится больше падения напряжения на другом резисторе и их суммарное падение напряжение перестает быть равным нулю, причем его величина и полярность зависят от разности этих падений напряжений.

При изменении частоты входного сигнала колебательный контур (L2 - L3)C1 выходит из резонанса и ток 1к во вторичноГс обмотке не изменяется в фазе с э.д. с. EHHR. Это объясняется тем, что колебательный контур на частоте выше или ниже резонанса имеет индуктивное или емкостное сопротивление. Если ток отстает от э. д.с. Еинд, то векторная диаграмма принимает вид, показанный на рис. 7.4,6. Но между 1к и EL2 или EL3 сохраняется разность фаз, равная 90°. В результате этого напряжение на диоде Д1 увеличивается, а на диоде Д2 уменьшается, В этом случае диоды проводят неодинаково, и на выходе ком-ларатора появляется напряжение.

Изменение частоты входного сигнала в другом направлении приводит к увеличению £д2 и уменьшению £дх. Появляется выходное напряжение, полярность которого противоположна полярности напряжения, образующегося в предыдущем случае.

7.4. Дискриминатор ЧМ-сигналов

Одним из наиболее ранних типов детектора частотно-модулированных сигналов является дискриминатор, схема которого показана на рис. 7.5. Его все еще можно встретить в некоторых приемниках, хотя для демодуляции ЧМ-сигналов чаще используется детектор отношений (ratio detector). Описание этого детектора дается в разд. 7.5.

сигнала

0,22М0и

Рис. 7.5. Дискриминатор ЧМ-сигналов.

В схеме, изображенной на рис. 7.5, ЧМ-несущая (от каскадов усиления ПЧ) поступает на L1 и наводит напряжение во вторичной обмотке L4. Часть входного сигнала при помощи обмотки L5 подается на выход


схемы дискриминатора. Другой способ отвода части сигнала предполагает отказ от L4 и связь с L} через последовательно включенный конденсатор.

Если поступающая на вход несущая не модулирована, схема является симметричной и через каждый диод проходит ток одинаковой величины. Диоды проводят по очереди, т. е. Д1 проводит в тот полупериод, когда сигнал на верхнем выводе обмотки L2 положительный, а на нижнем выводе обмотки L3 отрицательный. Диод Д2 проводит в другой полупериод сигнала. Вследствие этого токи поочередно (в зависимости от частоты: сигнала несущей) протекают через резисторы Ri и R2 в направлениях, показанных стрелками. Конденсаторы С3 и С4 разряжаются через резисторы и благодаря этому обеспечивают фильтрацию радиочастотных составляющих. Результатом этого является преобразование пульсирующих колебаний в постоянные напряжения на резисторах.

Поскольку полярности напряжений на R] и R2 противоположны, то при равенстве падений напряжений на резисторах напряжение на выходных зажимах равно нулю. Если частота ЧМ-несущей изменяется, то вследствие нарушения баланса схемы один из диодов проводит лучше другого. Если, например,, диод Д1 проводит сильнее диода Д2, то падение напряжения на R1 увеличивается и на выходе схемы появляется напряжение,, причем верхний зажим находится под положительным потенциалом, а нижний - под отрицательным. Если частота несущей изменилась в противоположном направлении, то диод Д2 проводит сильнее диода Дь падение напряжения на R2 увеличивается, а на Ri уменьшается. В этом случае результирующая разность потенциалов на выходных зажимах имеет обратную полярность. Поэтому, если модулированная частота несущей отклоняется вверх или вниз относительно номинального (среднего) значения, то детектор формирует на выходе низкочастотный сигнал, положительный и отрицательный полупериоды которого представляют один период звуковой частоты. При ЧМ частота несущей отклоняется выше и ниже средней частоты со скоростью, пропорциональной частоте звукового сигнала. Величина отклонения определяется амплитудой звукового модулирующего сигнала. Поэтому на выходе детектора образуется звуковая составляющая ЧМ-сигнала несущей.

Разбаланс схемы, вызванный девиацией частоты ЧМ-несущей, является результатом изменений фаз между поступающими сигналами и сигналами, наводимыми на L4. Векторные диаграммы для таких разностей фаз рассматривались в разд. 7.3, где аналогичная схема используется для целей контроля и коррекции по частоте и фазе радиочастотной несущей. ЧМ-детектор типа дискриминатора чувствителен также и к изменениям амплитуды и поэтому будет детектировать АМ-сигналы (такие, как шумы) на ЧМ-несущей. Следовательно, перед подачей на .дискриминатор сигналы ЧМ-несущей необходимо ограничивать. Это осуществляется при помощи ограничителей напряжения, которые срезают амплитуду сигнала выше определенного уровня (см. гл. 11).

7.5. Детектор отношений ЧМ-сигналов

Детектор отношений частотно-модулированных сигналов (рис. 7.6) имеет преимущество перед дискриминатором: перед детектором не требуется устанавливать каскад ограничения, поскольку детектор отношений нечувствителен к амплитудной модуляции. По сравнению со схемой дискриминатора (рис. 7.5) диоды детектора отношений включены в одном направлении. Токи через резисторы Ri и R2 не разветвляются в средней точке, а имеют одинаковое направление, показанное стрелками. Поэтому при наличии немодулированной несущей оба диода проводят во время отрицательной полуволны напряжения на вторичной обмотке, получаемого при подаче входного сигнала на li (если бы оба диода были включены в обратном направлении, функции схемы были теми же, за исключением того что диоды проводили бы во время положительной полуволны напряжения на вторичной обмотке). Когда оба диода находятся в состоянии проводимости, на резисторах R} и R2 образуется почти постоянное выходное напряжение, так как в моменты запирания диодов конденсаторы С3 и С4 разряжаются через резисторы, обеспечивая фильтрацию переменных составляющих пульсаций постоянного напряжения, образуемых из-за периодического отпирания и запирания диодов.

Рис. 7.6. Детектор отношений ЧМ-сигналов.

Если поступающая несущая модулирована по частоте, вследствие чего ее частота отклонена от средней



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56]