Материал: Радиоприемные устройства учебник.

—разность фаз входных колебаний; ф0 = ф01 — ф02 — начальная разность фаз.

Напряжение на выходе фазового детектора равно разности напря­

При равенстве частот м 01и ш02ив отсутствие модуляции [ф (t) — = 0] (9.53) представляет собой аналитическое выражение детекторной

Из (9,54) следует, что детекторная характеристика симметрична от­ носительно.амплитуд входных сигналов Uх и Uг и является периоди­ ческой функцией разности их фаз ф0. Нули характеристики располо; жены в точках ф0 = ±тп/2, где т — целое нечетное число.

Дифференцируя (9.54) по ф0 и полагая ф„ = л/2, находим крутизну характеристики для произвольного отношения амплитуд Ux и U2:

В ряде случаев амплитуду одного колебания, например Uи выби­ рают намного меньшей амплитуды второго (U2). При этом детекторная характеристика принимает вид

а ее максимальная крутизна

При работе детектора в качестве демодулятора фазо-модулирован- ных сигналов для уменьшения нелинейных искажений передаваемого сообщения требуется, чтобы детекторная характеристика на интервале

342 .

от 0 до я была линейной. В этом случае добиваются равенства амплитуд U1 и U3. Тогда детекторная характеристика принимает вид

Нормированные характеристики детектора для указанных случаев приведены на рис. 9.23, откуда видно, что при равенстве амплитуд входных сигналов детекторная характеристика (кривая 2) почти пря­ молинейна на отрезке 0 — я.

V аьгх

Рис. 9.23 Рис. 9.24

Линейная зависимость выходного напряжения фазового детектора от амплитуды меньшего сигнала на входе позволяет использовать фа­ зовый детектор для детектирования амплитудно-модулированных сиг­ налов. В этом случае фазовый детектор называется синхронным. Для осуществления режима синхронного детектирования необходимо, чтобы оба входных сигнала находились в фазе или, по крайней мере, раз­ ность их фаз была близка к нулю. На рис. 9.24 изображена зависимость выходного напряжения балансного фазового детектора от отношения амплитуд входных сигналов для различных значений разности фаз Ф0. Как видно из рис. 9.24, строго линейная зависимость выходного напряжения (Увых от амплитуды Uг при постоянной амплитуде U2су­ ществует только для разности фаз, равной 0 или 180°. На интервале отношений UJ U 2 от 0 до 1 эта зависимость близка к линейной, если фазовые рассогласования малы (ф0 <1 10°). Дальнейшее увеличение и 1не вызывает изменения выходного напряжения, которое будет опре­ деляться амплитудой меньшего сигнала, в данном случае U2. Напря­ жение на выходе отсутствует, когда сдвиг фаз ф„ = 90°. Для разности фаз, заключенной в интервале 90—180°, выходное напряжение меняет полярность на противоположную.

Режим синхронного детектирования достигается в приемнике бла­ годаря применению системы ФАПЧ [9].

343

Оценим величины входных сопротивлений балансного детектора. Входное сопротивление детектора, приведенное ко вторичной обмотке трансформатора Трх (Тр2), равно отношению амплитуды напряжения на этой обмотке к амплитуде 1-й гармоники тока, протекающего через нее. Ток во вторичной обмотке Тр* определяется разностью токов амплитудных детекторов. Поэтому входное сопротивление фазо­ вого детектора со стороны источника сигнала будет равно сумме вход­ ных сопротивлений амплитудных детекторов. Из теории амплитудного детектирования известно, что входное сопротивление последователь­ ного детектора равно половине сопротивления нагрузки. Благодаря этому входное сопротивление фазового детектора со стороны сигнала равно

Ток вторичной обмотки трансформатора Тр2 равен сумме токов амплитудных детекторов. Следовательно, сопротивление # ВХфД2 равно сопротивлению параллельно соединенных входных сопротивлений амплитудных детекторов

Пересчитав сопротивления (9.62) и (9.63) в первичные обмотки со­ ответствующих трансформаторов, можно получить непосредственные значения входных сопротивлений фазового детектора.

Выходное сопротивление балансного детектора складывается из последовательно соединенных выходных сопротивлений амплитудных детекторов. Так как выходное сопротивление каждого детектора равно 4 R t, где R { — внутреннее сопротивление диода, то

Причиной нелинейных искажений, вносимых фазовым детектором в переданное при демодуляции сигнала сообщение, помимо нелиней­ ности детекторной характеристики может быть инерционность ампли­ тудных детекторов. Применительно к случаю неравных амплитуд вход­ ных сигналов (U! < 0 2) и гармонической фазовой модуляции условие

344

Обычно сопротивление нагрузки R амплитудных детекторов выби­ рают намного больше внутреннего сопротивления диодов, а емкость С нагрузки — из условия заданной фильтрации несущих частот вход­ ных сигналов и вредных продуктов их взаимодействия. При этом по­ стоянная времени Т фД получается столь малой, что ею обычно пре­ небрегают.

В заключение рассмотрим работу фазового детектора при слабых сигналах. В этом случае амплитудные детекторы являются квадратич­ ными, т. е. ток каждого диода пропорционален квадрату входного напряжения. Выходное напряжение фазового детектора равно разности

Следовательно, при малых амплитудах подводимых колебаний фазовый детектор является перемножителем, т. е. он может быть ис­ пользован для вычисления корреляционной функции случайного процесса.

Список литературы

1.К а р т ь я н у Г . Частотная модуляция. Изд-во Академии наук Румынской народной республики, 1961.

2.Ч и с т я к о в Н. И. К расчету одной схемы дискриминатора. —«Известия

345

10. Ручная и автоматическая регулировка

вприемниках

10.1.Общие сведения о ручной и автоматической

регулировке

Основное назначение различных регулировок в процессе эксплу­ атации радиоприемных устройств состоит в обеспечении наилучших условий приема ожидаемых радиосигналов. Регулировки позволяют провести первоначальную настройку приемника, т. е. установить такие параметры его радиотехнических цепей, при которых осущест­ вляется прием этих сигналов. Кроме того, они обеспечивают сохране­ ние качественных показателей радиоприема при различных измене­ ниях условий прохождения сигналов между передатчиком и приемни­ ком, напряжений источников питания, температуры окружающей среды и т. п.

Все виды регулировок, применяемых в современных приемниках, можно разделить на два типа: ручные и автоматические. В одном и том же приемнике могут применяться как ручные, так и автоматические регулировки, своими свойствами взаимно дополняя друг друга.

Выбор количества и типов регулировок при проектировании радио­ приемных устройств зависит от видов селекции радиосигналов, кото­ рые используются в приемнике, от типа и назначения разрабатыва­ емой аппаратуры. Как уже было отмечено в гл. 1, чаще всего для выде­ ления радиосигналов нужного передатчика в приемниках различного назначения используется частотная селекция. При этом в системах радиолокации, радиоуправления, телеметрии часто применяют прием­ ники с фиксированной настройкой на несущую частоту сигнала. В та­ ких приемниках имеются только элементы ручной подстройки резонанс­ ных частот колебательных систем, которые используются при перво­ начальной настройке приемников на заводе-изготовителе или при проведении регламентных работ в процессе эксплуатации. Приемники систем радиосвязи или звукового радиовещания должны обеспечивать прием радиосигналов в широком диапазоне частот. Это требование определяет наличие в таких приемниках различных видов ручной и автоматической настройки резонансных частот колебательных систем, с помощью которых осуществляется частотная селекция радиосигналов.

Из-за целого ряда причин, важнейшими из которых являются не­ стабильность несущей частоты передатчика, нестабильность частоты гетеродина в супергетеродинных приемниках, изменение условий рас­ пространения радиоволн, настройка приемника на частоту выбранного передатчика может оказаться нестабильной. Это в конечном счете приводит к ухудшению качественных показателей радиоприема, а при некоторых видах радиосвязи может привести даже к существенным ошибкам при передаче информации. Нерегулярный характер указан­ ных нестабильностей практически исключает использование. ручной

348