Частотным детектором (ЧД) называют устройство, служащее для получения напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала. На выходе детектора действует напряжение изменяющей частоты uвх =Uвх coswвх (t)t (рис. 3.1). Если угловая частота сигнала на выходе ЧД меняется, например, по закону wвх(t)= wн - wmaxcosWt (рис. 3.2), где wн – угловая частота несущего колебания, wmax девиация угловой частоты входного сигнала, W - угловая модулирующая частота, то согласно определению напряжение Eд выходе ЧД должно меняться в соответствии с рис.3.3.
Поскольку спектр напряжения на выходе ЧД содержит частотные составляющие, которых не было в спектре входного сигнала, ЧД нельзя реализовать с помощью линейной цепи с постоянными параметрами, так как на её выходе не могут возникать новые частотные составляющие. ЧД нельзя создать и с помощью безынерционной нелинейной цепи. Действительно, если в качестве безынерционной используют диод, то при действии на его входе ЧМ – колебания импульсы тока диода содержат постоянную составляющую, уровень которой зависит только от амплитуды этого колебания, но не от его фазы и частоты.
Частотное детектирование осуществляется в устройствах, соединяющих в себе линейные и безынерционные нелинейные системы. Принцип частотного детектирования состоит в преобразовании ЧМ – колебания в нелинейной системе в колебание с другим видом модуляции с последующим детектированием преобразованного колебания безынерционной нелинейной цепью. Общая структурная схема ЧД показана на рисунке 3.4, а амплитудный ограничитель служит для устранения паразитной амплитудной модуляции ЧМ – колебания. Можно выделить однотактные и двухтактные (балансные) ЧД. На рисунке 3.5 дана характеристика детектирования однотактного ЧД Eд=F(wвх), которая не заходит в область отрицательных значений Eд. Преобразовать ЧМ- колебание можно в следующие виды колебаний:
1. В амплитудно-частотно-модулированное (АЧМ) колебание, у которого амплитуда меняется в соответствии с изменением частоты колебания. Это преобразование можно осуществить в линейной цепи с реактивными параметрами, зависящими от частоты. После линейной цепи АЧМ –колебание детектируется в АД;
2. В фазочастотное колебание с последующим фазовым детектированием;
3. В импульсы с переменной скваженностью с последующим детектированием импульсным детектором, напряжение на выходе которого пропорционально длительности импульсов, и т.д.
Структурная схема балансного ЧД показана на рисунке 3.6 ,а его характеристика детектирования – на рис. 3.7. устройство имеет два детектора преобразованного напряжения и цепь вычитания. Преимущества такого ЧД по сравнению с небалансным следующие:
1. Характеристика детектирования более линейная, поскольку четные гармоники в балансной цепи компенсируются;
2. Характеристика детектирования проходит через нуль, поэтому напряжение Eд соответствует знаку отклонения угловой частоты wвх от несущего значения wн. Это дает возможность использовать балансные ЧД в цепях автоматической подстройки частоты (АПЧ).
Заключение
Современный приемник является сложным радиотехническим устройством, включающим в себя различные специальные каскады и узлы.
Теория и техника быстро совершенствуются. Это требует от специалистов посстоянного изучения современной технической литературы. Развитие теории и техники радиоприема характеризуются в основном тремя взаимосвязанными направлениями. Первое состоит в освоении все более высокочастотных диапазонов. Совершенствуются как радиоприемники сантиметровых волн, что связанно с исследованиями в глубоком космосе и ростом значения спутниковых систем связи, так и приемники миллиметровых волн для радиолинейной связи и радиолокации. Все большее значение приобретает приемная аппаратура лазерных систем связи. Однако не уменьшается возможность дальнейшего развития радиоприемников прежних частотных диапазонов. Так, коротковолновые радиолинии и будут играть важную роль как средство магистральной, зоновой, подвижной и производственно-диспетчерской связи общего и ведомственного пользования.
Второе направление связанно с развитием элементной базы приемников всех назначений. Повышение технического уровня радиоприемной аппаратуры достигается за счет функционально-узлового метода конструирования с использованием интегральной технологии. Такие приемники обладают высокой надежностью, малыми габаритами и энерго потреблением, высокими экономическими и качественными показателями;
Третье направление связанно с широким применением цифровых устройство обработки сигналов :фильтров, демодуляторов, синтезаторов частот, систем настройки и индикации принимаемой частоты и т.д.
От уровня развития радиоприемной техники во многом зависит качество работы, надежность и эффективность радиосистем.
Список использованной литературы
1. Головин О.В. Радио-приемные устройства: Москва, Высшая школа, 1987г.