Материал: Радиоприемные устройства учебник.

преобразования ЧМ колебаний в колебания с амплитудной модуля­ цией. Частотные детекторы, работающие по этому принципу, относятся к группе частотно-амплитудных детекторов.

Детектирование ЧМ сигнала в таком детекторе происходит следую­ щим образом. Сначала входное колебание подается на избирательную систему, преобразующую частотную модуляцию в амплитудную. Эта операция является линейной. Далее происходит детектирование AM колебания в амплитудном детекторе.

Большинство частотных детекторов построено по дифференциаль­ ной схеме с вычитанием напряжений на низкой частоте. Это позволяет получить на переходной частоте нулевое напряжение, расширить ли­ нейный участок детекторной характеристики и уменьшить величину комбинационных составляющих в выходном напряжении.

Существующие схемы частотных детекторов отличаются принципом построения преобразователя вида модуляции, а также способом вклю­ чения амплитудных детекторов.

Частотные детекторы с двумя связанными контурами. Одна из наиболее распространенных схем частотного детектирования приведена на рис. 9.2. В ней оба контура настроены на номинальную промежуточ­ ную частоту со0 приемника. Напряжение этой частоты на каждом из диодов является суммой напряжения на аноде усилительной лампы или коллекторе транзистора, которое поступает на среднюю точку 2-го контура и на дроссель Др через конденсатор С0, и напряжения на соот­ ветствующей половине 2-го контура. Последнее возникает за счет взаимоиндукции М, существующей между катушками Lx и L2. Ток, выпрямленный диодом Дх, проходит через резистор Rlt дроссель и верхнюю половину катушки L 2. Выпрямленный ток нижнего диода Д2 замыкается через резистор R 2, дроссель и нижнюю половину катушки L2. Напряжения, созданные этими токами на резисторах и R 2, включены последовательно и имеют противоположную полярность. На выходе действует их разность.

Если промежуточная частота совпадает со своим номинальным зна­ чением, т. е. с собственной частотой со0 контуров детектора, то напряже­ ния на обоих диодах имеют одинаковую амплитуду. В этом можно убе­ диться, рассматривая векторную диаграмму (рис. 9.3). Ток / х в катуш­ ке 1-го контура отстает по фазе от напряжения U1на ней приблизитель­ но на 90°. Э. д. с. взаимоиндукции Ем, наводимая этим током во 2-м

322

где Uc — напряжение на входе усилительного каскада.

Напряжение И2 на 2-м контуре может быть записано следующим

откуда, имея в виду выражение (9.3) и полагая параметры контуров одинаковыми, получаем

Напряжение на выходе частотного детектора пропорционально раз­ ности модулей (9.9) и (9.10):

324

где Кл — коэффициент передачи амплитудных детекторов схемы, которые предполагаются идентичными.

Зависимость функции ф(£, р) от расстройки £ является уравнением характеристики в безразмерных координатах. Она представлена в виде

семейства кривых на рис. 9.5. Рассматривая рис. 9.5, можно убедиться в том, что при р > 1 экстремумы функции ф(£, Р) с достаточной точ­ ностью удовлетворяют условию

Если считать раствором /7Дчастотного детектора расстояние между горбами его детекторной характеристики, то из (9,14) получаем

где П = f0d — полоса пропускания отдельного контура частотного детектора.

Рассчитаем другой важный параметр частотного детектора — крутизну его детекторной характеристики. Для этого составим урав­ нение ее начального участка, положив в (9.12) | < 1 и £ р. При этих предположениях в знаменателе (9.12) можно отбросить члены, содер­ жащие расстройку £. В числителе (9.12) разложим каждый из радика­ лов в ряд по степеням £ и отбросим все члены этого ряда, начиная со второго порядка. В этом случае

/4 + р тО + Р*)

Подставляя (9.16) в (9.13), вводя вместо безразмерной расстройки абсолютную Д/ и производя с учетом (9.15) замену

325

получаем

Из (9.19) следует, что функция ср (р) монотонно увеличивается с рос­

ротности контуров частотного детектора. Однако непосредственным расчетом нетрудно убедиться в том, что уже при р = 3 крутизна Бчд составляет около 75% своего максимального значения, достигаемого при р -V оо.

Оставляя неизменной полосу пропускания П контуров, представим

(9.18) в виде

Найдем наибольшее значение крутизны при вариации р. Экстремум

(Для практических целей фактор связи р можно выбирать равным еди­ нице, поскольку максимум крутизны является тупым).

Рассмотренный частотный детектор обладает достаточно протяжен­ ным линейным участком детекторной характеристики, значительной ее крутизной, а также сравнительно прост в регулировке. Поэтому он нашел широкое применение как в приемниках ЧМ колебаний, так и в системах АПЧ.

Анализ детектора со связанными контурами был выполнен впервые советским ученым профессором Н. И. Чистяковым [2].

Частотные детекторы с расстроенными контурами. Наряду с рас­ смотренным детектором широко применяется частотный детектор с рас­ строенными контурами (рис. 9.6). Резонансные частоты контуров I и II смещены относительно средней частоты «>0 на величину ±Лео. Кон­ тур I настроен на частоту со! = со0 -f- Дсо0. Резонансная частота конту­ ра II равна <йц = со0 — Дсо0. Напряжения на выходе амплитудных де­ текторов выражаются следующим образом:

826