Материал: Радиоприемные устройства учебник.

режиме анодно-сеточная характеристика пентода сдвигается вправо и напряжение отсечки анодного тока становится малым.

Принцип работы пентодного ограничителя поясним с помощью диаграммы на рис. 9.17. На этом рисунке изображены анодно-сеточная характеристика лампы Л 2 и входное напряжение, .модулированное

по амплитуде. Лампа Л 2 работает с отсечкой анодного тока, а ее вход­ ная цепь является сеточным детектором. Поскольку ограничитель должен быть безынерционным по отношению к огибающей сигнала, постоянная времени цепи RcCc-выбирается меньшей периода макси­

мальной частоты паразитной амплитудной модуляции сигнала, т. е- таким образом, чтобы смещение на сетке лампы следовало за измене­ нием огибающей входного сигнала. При увеличении амплитуды сигнала увеличивается сеточный ток лампы Л 2, а следовательно, и смещение в цепи сетки. Благодаря этому угол отсечки и амплитуда анодного тока лампы Л 2 мало меняются с течением времени, что обусловливает по­ стоянство амплитуды 1-й гармоники тока в избирательной нагрузка

ограничителя.

Степень подавления паразитной амплитудной модуляции в огра­ ничителях такого типа зависит от коэффициента передачи сеточного

337

детектора и его инерционности. Стремление сделать детектор безы­ нерционным часто приводит к чрезмерному уменьшению сопротивления R c. При этом следует иметь в виду, что резистор R c, шунтируя контур усилителя, снижает его коэффициент усиления и ухудшает изби­ рательность.

Схема транзисторного ограничителя приведена на рис. 9.18. Для уменьшения порога (Упор на полупроводниковый триод подают пони­ женное коллекторное напряжение. При изменении амплитуды сигнала на входе ограничение амплитуды кол­ лекторного тока достигается за счет его отсечки, а также за счет перехода

этого тока в область насыщения. Амплитудные характеристики рас­

смотренных ограничителей прибли­ зительно одинаковы. Отличие их за­ ключается в величине порога Нпор. Так, у транзисторного ограничителя порог составляет десятки милливольт, а у лампового — единицы вольт.

Подробный расчет этих ограничителей проведен в [5, 6].

Для улучшения амплитудной характеристики ограничителя часто применяется каскадирование, т. е. последовательное включение не­ скольких ограничителей. При этом по мере роста числа каскадов рабочий участок характеристики становится более пологим, стремясь принять горизонтальное положение.

Принцип работы ограничителя на диодах отличается от рассмот­ ренного. На схеме, изображенной на рис. 9.19, диоды подключены параллельно контуру усилителя. Они соединены встречно и заперты напряжениями £ о1 и Ео2 соответственно. В те моменты времени, когда оба диода закрыты, они не влияют на работу усилителя. Если напря­ жение на контуре превысит один из уровней запирания, например £ 01, то соответствующий диод (в данном случае Д х) станет токопрово­ дящим. Внутреннее сопротивление открытого диода мало, поэтому в те­ чение времени, когда диод Д 2 открыт, он шунтирует контур усилитель­ ного каскада, снижая тем самым мгновенное напряжение на его выходе. Наряду с поддержанием выходного напряжения усилителя постоянным

838

ограничитель расширяет полосу пропускания контура и ухудшает его избирательность.

Если диодный ограничитель применен в одном из усилителей много­ каскадного УПЧ, то расширение полосы одного каскада не отразите# на общей избирательности приемника. В случае же применения много­ каскадных ограничителей указанный недостаток может значительно ухудшить избирательность приемника в целом.

Расчет диодного амплитудного ограничителя можно найти, на­ пример, в [7].

Таким образом, паразитную амплитудную модуляцию сигнала мож­ но устранить с помощью амплитудных ограничителей. Применение частотных детекторов в сочетании с ограничителями позволяет создать демодуляторы ЧМ колебаний, а также дискриминаторы систем АПЧ, нечувствительные к амплитудной модуляции сигнала.

9.5. Общие сведения о фазовых детекторах

Во многих радиотехнических системах используются сигналы, фаза которых содержит полезную информацию. Аналитически колеба­ ние, подверженное фазовой модуляции, имеет следующий вид:

нала соответственно; ф (t) — некоторая функция.

Характер изменения функции ф (t) зависит от назначения радио­ технической системы. В одних системах ф (t) является детерминиро­ ванной функцией времени, в других — случайной величиной, в тре­ тьих — случайной функцией времени [8].

Фаза колебания (9.44) зависит от функции ф (0. Например, если Ф ( t ) постоянна в течение времени от 0 до Т, то фаза сигнала изменяется линейно. В противном случае закон изменения фазы отличен от ли­ нейного.

Как правило, извлечение полезной информации, заложенной в функ­ ции ф (t), осуществляется путем сравнения фазы принимаемого сигнала с фазой другого колебания. Устройство, преобразующее разность фаз сравниваемых колебаний в напряжение, называется фазовым детек­ тором.

Фазовые детекторы широко используются в разнообразных радио­ технических устройствах. Наиболее часто они применяются в качестве демодуляторов фазо-модулированных сигналов, фазовых дискримина­ торов систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) [9], детек­ торов амплитудно-модулированных сигналов и, наконец, являются основным элементом коррелятора —■устройства, вычисляющего кор­

реляционную функцию случайного процесса.

В общем случае фазовый детектор является шестиполюсником (рис. 9.20), имеющим два входа и один выход. На входы детектора по­ даются два напряжения мх (0 и и% (t). Обычно напряжение «2 (0 на-

339

зывают опорным и относительно него производят отсчет фазы колеба­ ния иг (t).

Параметры фазовых детекторов. Основной характеристикой фазово­ го детектора является детекторная характеристика

выражающая зависимость выходного напряжения Нвых фазового детектора от разности фаз ф0 сравниваемых колебаний. Детекторная характеристика снимается в отсутствие фазовой модуляции при равенстве частот входных колебаний. Она представляет собой непре­ рывную периодическую функцию фазового сдвига ф0 (рис. 9.21).

Иногда детекторная характеристика называется амплитудно-фазовой характеристикой, поскольку, помимо зависимости от разности фаз,

и коэффициент передачи напряжения, равный отношению максималь­ ного выходного напряжения и выхыакс к амплитуде U вх входного сигнала:

Важными параметрами, кроме того, являются входное и выходное сопротивления фазового детектора, влияющие на работу предшест­ вующего детектору и следующего за ним каскадов, а также степень искажений, вносимых детектором в передаваемое сообщение.

По принципу действия фазовые детекторы подразделяются на век­ торомерные и коммутаторные. В первом случае фазовые рассогласова­ ния входных напряжений преобразуются в амплитудные и затем про­ изводится измерение амплитуды суммарного колебания. Во втором — одно из колебаний периодически изменяет параметры цепей фазового детектора. Благодаря этому происходит преобразование фазовых рас­ согласований в амплитудные, которые в дальнейшем измеряются.

340