Недостатком рассмотренной схемы дискриминатора является сложность настройки его контуров, которые настраиваются на раз
|
|
|
|
|
|
|
|
личные частоты. Сложность заключается |
в том, что при изменении |
настройки |
одного |
контура |
происходит |
частичное |
изменение |
настройки |
двух |
других |
контуров. |
|
|
|
|
Рассмотренная |
схема |
может |
быть |
названа |
дискриминатором |
с частот |
ным преобразованием |
модуляции или |
дискриминатором |
с |
использованием |
частотных |
|
характеристик |
двух |
рас |
строенных |
контуров. |
|
|
|
б) Д и с к р и м и н а т о р с ф а з о в ы м |
п р е о б р а з о в а н и е м |
|
|
|
м о д у л я ц и и |
|
|
Наиболее |
распространенная |
схема |
такого |
дискриминатора |
изображена |
на рис. 2.219. В ней используются два |
связанных |
контура с одинаковой на |
стройкой (полосовой фильтр). Связь ме жду контурами индуктивно-емкостная.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контуры |
настроены |
на |
среднюю |
|
|
|
промежуточную |
частоту |
приемника. |
|
|
|
Поэтому |
амплитуда |
напряжений |
на |
|
|
в |
обоих контурах |
неизменна. |
|
|
|
|
Емкость конденсаторов С3 , СА 11.С5 |
Рис. |
2.218. |
Получение основ |
выбирается |
так, чтобы их сопротивле |
ной |
характеристики дискрими |
ние |
токам |
промежуточной |
частоты |
|
|
натора |
было мало. Резисторы R\ |
и R2 одина |
|
|
|
ковые. Дроссель Ь3 предназначен для |
прохождения постоянных |
токов |
диодов. Обычно |
1з = (lO-f-20) |
• L x . |
Диоды Д\ |
и Дг по постоянному |
току |
включены |
параллельно. |
|
Рис. 2.219. Схема дискриминатора с фазовым преобразо ванием модуляции
Из схемы видно, что дроссель L 3 по промежуточной частоте под ключен параллельно контуру L \ C \ . Поэтому напряжения на дроссе ле и на первичном контуре полосового фильтра одинаковы (по ве личине и по фазе). Постоянство амплитуды напряжения щ обеспе чивает последний каскад канала УПЧ, работающий в режиме огра ничения. Этот каскад может быть ламповым или транзисторным.
Основная суть рассматриваемой схемы дискриминатора состоит в том, что сдвиг фаз между напряжениями щ и и2 изменяется по закону частотной модуляции сигнала промежуточной частоты. По
этой причине напряжения ивх\ и ивх2 оказывают |
Ue)(j |
Щ %х2 |
ся модулированы не только по частоте, но и по |
амплитуде. Такое преобразование модуляции на |
л |
|
// ! j |
зывается фазовым *. |
|
Рассмотрим работу дискриминатора для трех |
1 |
\ |
\ |
м |
1 |
|
характерных случаев. |
1 |
|
\ |
1-й случай. Промежуточная частота прием |
1 |
|
\ |
ника неизменна и равна частоте настройки кон
туров (/цр=/пр.ср =/о).
В этом случае процессы, происходящие в схе ме, поясняются векторной диаграммой, изображенной на рис. 2.220. Эта диаграмма строится из следующих рассуждений.
|
^ 2 |
р И С |
2 220 Вектор- |
н а я " |
'• диаграмма |
для |
случая, когда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
контуре |
L\C\ |
|
действует |
переменное |
«а- |
|
/ п р = / п Р . с р |
= / о |
пряжение |
0\. |
Его |
|
амплитуда |
неизменна. |
Под |
|
|
ток 1и, |
|
действием этого напряжения в катушке |
L \ |
проходит |
по |
фазе отстающий от Uj на угол 90°. Этот ток создает |
магнитный |
поток |
Ф ь |
по |
фазе |
совпадающий |
с |
током |
1ь\. |
Магнитный |
по |
ток |
Фь пересекая |
витки катушки Ь 2 , |
наводит |
в |
ней ЭДС Е2, |
по |
фазе отстающую от потока |
<Di на угол |
90°. Под действием |
ЭДС Е2 |
в контуре L2C2 |
проходит контурный |
ток I L 2 , |
по фазе |
совпадающий |
с ЭДС Е2, так |
как |
в данном случае частота |
вынужденных |
колеба |
ний |
совпадает |
с частотой |
настройки |
контура. Ток |
ILZ, |
протекая |
по |
катушке L 2 |
, создает равные |
напряжения |
|
U'2 |
и |
U"2, |
по |
фазе |
опережающие ток IL2 |
на 90°. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С7'2 |
Из |
схемы видно, |
что по |
отношению |
к |
диодам |
напряжения |
и U"2 находятся в |
противофазе. Поэтому |
один из |
этих |
векторов |
(например, |
вектор |
U'^) необходимо |
повернуть |
на |
180° |
(изображен |
пунктиром).
Результирующее напряжение на входе первого диодного детек тора равно сумме напряжений Ui + Uf2, а результирующее напря
жение на входе второго диодного детектора равно сумме |
напряже |
ний Ui + U"2. Эти напряжения |
обозначены соответственно UBx\ и |
ивХ2- Из векторной диаграммы |
видно, что величина этих |
напряже- |
* Поскольку в рассматриваемой схеме результат детектирования зависит от результата преобразования модуляции, то ее иногда называют дискриминатором с фазовым детектированием. Таксе название схемы не соответствует сути про цессов,
ний одинакова, а следовательно, и напряжения на нагрузках детек торов «з и Ui будут равны. Но так как полярность напряжений
«з и щ противоположна, то на выходе дискриминатора |
напряже |
ния нет. |
|
|
|
|
2-й случай. Промежуточная частота приемника |
выше |
частоты |
настройки контуров (fn p>/o) • |
|
|
|
диаграм |
В этом случае процессы в схеме поясняются векторной |
мой, изображенной на рис. 2.221. Эта диаграмма |
строится так же, |
как и предыдущая. Под воздействием |
напряжения |
U\ в катушке L \ |
проходит ток / JLI, по фазе отстающий |
от 0\ на угол |
90°. Этот ток |
Рис. 2.221. Векторная |
|
Рис. 2.222. Вектор- |
|
|
|
диаграмма |
|
для слу- |
ная |
диаграмма |
|
|
|
|
чая, когда |
/ П р>/о |
|
для случая, когда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fnp<fo |
|
|
|
создает магнитный поток Ф\, который наводит в катушке |
L 2 |
ЭДС |
взаимоиндукции Е2, |
по фазе отстающую от потока на 90°. Но так |
как теперь частота |
ЭДС Е2 |
выше частоты настройки контура |
L2C2, |
то ток I L 2 по фазе |
отстает от ЭДС Е2 на угол срг. Этот ток создает |
одинаковые напряжения U'2 и U"2, которые |
по фазе |
опережают |
ток I L 2 на угол 90°. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку по отношению к диодам напряжения U'2 |
и U2 |
нахо |
дятся в противофазе, то вектор U'2 |
необходимо |
повернуть на 180°. |
Сложив |
соответственно |
векторы U\+U'2 |
и U\-\-U"2, |
легко |
убе |
диться в том, что в данном |
случае |
на входе первого детектора на |
пряжение UBX] оказывается |
больше, чем на входе второго |
детекто |
ра. Следовательно, и на нагрузке |
первого |
детектора |
напряжение |
«з будет больше, чем напряжение |
щ. А это означает, |
что на вы |
ходе дискриминатора появится отрицательное |
напряжение (но от |
ношению К земле). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-й случай. Промежуточная частота приемника ниже частоты |
настройки |
контуров |
(/пр</о)- |
|
|
|
|
|
|
В этом случае процессы в схеме поясняются |
векторной |
диаграм |
мой, изображенной |
на рис. 2.222. Диаграмма |
строится |
в той же |
последовательности, что и предыдущие. Здесь ток / ь 2 опережает по фазе ЭДС Е2 на угол <о2. Поэтому напряжение на входе второго де-
тектора Usx2 |
оказывается больше напряжения £/Bxi. |
Следователь |
но, и напряжение |
щ будет |
больше, чем ы3 ) и на выходе дискрими |
натора появится напряжение, положительное по |
отношению к |
земле. |
|
|
|
|
|
|
в) Д р о б н ы й д е т е к т о р |
|
Типовая |
схема |
дробного |
детектора изображена |
на рис. 2.223. |
Она отличается от предыдущей разнополярным включением дио дов (они включены последовательно по постоянному току) и на личием конденсатора С7 большой емкости. Выходное напряжение детектора снимается с горизонтальной диагонали моста. Его пра-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.223. Схема дробного детектора |
|
|
вые плечи состоят из резисторов R\ и R2, |
а левые — из конденсато |
ров С3 |
и С.|. Напряжение |
на |
вертикальной |
диагонали |
моста |
u3 -f-u4 всегда постоянно. Оно стабилизировано |
конденсатором |
С7 , |
который |
обычно бывает электролитическим. |
|
|
|
Преобразование |
модуляции в дробном детекторе осуществляет |
ся тем же методом, что и в предыдущем |
дискриминаторе, т. е. оно |
фазовое. |
Поэтому |
векторные |
диаграммы, |
изображенные |
на |
рис. 2.220—2.222, |
правильны |
и для дробного детектора. |
|
|
Если |
на входе |
детектора |
действует |
немодулированный |
сигнал, |
т. е. сигнал номинальной промежуточной частоты, то напряжения
|
|
|
|
|
|
|
«вх! и «вх2 имеют одинаковую |
амплитуду. В этом |
случае |
напряже |
ния на конденсаторах С3 |
и d |
равны. При этом и3 |
равно |
напряже |
нию на резисторе R\, а » 4 |
равно напряжению на резисторе R2. Оче |
видно, что в этом случае |
и в ы х |
= 0. Такой результат |
получается при |
любом |
уровне входного сигнала. |
|
|
Если промежуточная |
частота приемника возросла (fnp>fo), то |
£Аш>^вх2- Соответственно |
и3 >«*- Но так как напряжения на ре |
зисторах Ri и R2 остались |
прежние, то на выходе детектора дей |
ствует |
отрицательное напряжение (относительно корпуса). Его ве |
личина |
тем больше, чем выше |
промежуточная частота. |
|
Если промежуточная частота приемника оказалась меньше но
минальной |
(/П р</о), |
то UBX\<UBX2- |
Соответственно получается |
и 3 < ы 4 . Поэтому на выходе схемы |
действует положительное напря |
жение. Его |
величина |
тем больше, чем ниже промежуточная частота. |
Из сказанного следует, что физические процессы в любом ча стотном детекторе с фазовым преобразованием модуляции по суще ству одинаковые. Отличия есть только количественные. Одно из них заключается в том, что выходное напряжение дробного детек тора в два раза меньше, чем у дискриминатора. Объясняется это симметричным выходом дробного детектора.
Включение нагрузки дробного детектора в горизонтальную диа гональ моста служит причиной очень слабой восприимчивости схе мы к паразитной амплитудной модуляции детектируемых колеба ний. Такая модуляция проявляется в синфазных изменениях ампли туды напряжений «B X i и иП х2- При этом должны в равной степени изменяться напряжения «з и щ. Однако их сумма стабилизирована конденсатором С7. Поэтому быстрые изменения суммарного напря жения U3 + H4 невозможны. Практически напряжение на вертикаль ной диагонали моста изменяется в 30—60 раз меньше паразитных изменений амплитуды напряжения щ. Это обстоятельство позво ляет исключить из схемы приемника ограничитель.
Рассмотренная схема называется дробным детектором потому, что ее выходное напряжение определяется отношением двух напря жений (из и ы4 ). Не менее часто используется другое название дан ной схемы — «детектор отношений».
§14. АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ
1.Необходимость регулировки усиления
Врадиолокационных станциях амплитуда отраженных сигна лов на входе приемника зависит от расстояния до цели, ее геомет рических размеров и отражающих свойств, а также от ракурса цели, т. е. ее положения относительно РЛС.
Вприемниках связи амплитуда входных сигналов часто изме
няется по причине |
изменения условий прохождения радиоволн. |
Если же радиосвязь |
осуществляется с подвижным объектом (авиа |
ция), то изменение интенсивности принимаемых колебаний обуслав ливается еще изменением расстояния между приемником и пере датчиком.
Если усиление приемника неизменно и таково, что обеспечи вается нормальный прием слабых сигналов, то сильные сигналы будут усиливаться с большими амплитудными искажениями. Если коэффициент усиления приемника уменьшить (с целью ослабления нежелательных искажений сильных сигналов), то слабые сигналы не будут приняты. Таким образом радиоприемник с постоянным коэффициентом усиления не может обеспечить качественного при ема сигналов, интенсивность которых изменяется в больших пре делах.
