Детектирование сигналов с угловой модуляцией

Физико-технический факультет

Утверждаю

Заведующий кафедры

к.т.н., доцент

А. Шпилевой

«___»_________ 201__ г.

Л Е К Ц И Я № 17

Тема: «Детектирование сигналов с угловой модуляцией»

Текст лекции по дисциплине: «Теория электрической связи»

Обсуждена и одобрена на заседании кафедры

протокол №___ от «___»___________201__г.

Г. Калининград 2012 г.

Текст лекции № 17

по дисциплине: «Теория электрической связи»

«Детектирование сигналов с угловой модуляцией»

Введение

Одна из главных функций радиоприёмника – детектирование принятых сигналов. В лекции рассматриваются теоретические основы построения детекторов сигналов с угловой модуляцией. Этот материал необходим для качественного освоения принципов построения современных радиоприёмников.

Детектирование – это такое преобразование модулированного сигнала, в результате которого получается модулирующий (первичный) сигнал. Операция детектирования прямо противоположна модуляции и является нелинейной, поскольку в спектре модулированного сигнала отсутствуют спектральные составляющие модулирующего сигнала. Поэтому детекторы являются нелинейными устройствами.

Детектирование сигналов с угловой модуляцией

Фазовые детекторы (ФД) широко применяются в судовых профессиональных РПУ, средствах разведки для выделения сигналов ОТ и ОФТ в многоканальных радиопередачах спутниковых систем связи. Как фазовые различители они применяются в системах АПЧ (их называют частотные дискриминаторы).

Фазовым детектором (ФД)называется устройство, выходное напряжение которого изменяется в соответствии с законом изменения фазы колебания, поступающего на вход детектора. То есть:

;

(1.1)

Сущность детектирования ФМ сигналов заключается в отслеживании изменения фазы ФМ и ОФТ сигналов.

Следовательно, важнейшей характеристикой ФД является его амплитудно-фазовая характеристика (АФХ).

Вид АФХ определяется типом НЭ и параметрами элементов конкретной электрической принципиальной схемой ФД, реализующей процесс детектирования ФМ и ОФТ сигналов. То есть, каждая схема имеет свою АФХ. ФД называется радиотехническая цепь (РТЦ) выходное напряжение которой пропорционально разности фаз двух колебаний одинаковой частоты, одно из которых является опорным.

;	(1.2)
;	(1.3)
	(1.4)

Рис. 1 Векторная диаграмма

Электрическая структурная схема ФД приведена нарис.2

Рис.2 Электрическая структурная схема ФД

Различают следующие схемы ФД:

1. Однотактные (по простой схеме)

2. Двухтактные (балансные)

3.Кольцевые (соединение 2-е балансные схемы)

Наибольшее распространение подучили схемы ФД, построенные на использовании принципа детектирования биений двух колебаний или принципа сравнения»

Их суть заключается в том, что ФМС сравнивается по фазе со специальным опорным сигналом от генератора опорных колебаний (ГОК) с известной эталонной фазой.

В результате сравнения получается выходное напряжение

;

(1.5)

являющееся функцией разности фаз опорного сигнала и ФМС . Тогда линейная цепь сложения сигналов (ЛЦС) вместе с ГОК будут составлять устройство – преобразователя вида модуляции (ПВМ), на выходе которого будет выделяться уже амплитудно-модулированный сигнал (АМС).

Выражение , которое представляет собой зависимость постоянного напряжения на его выходе от разности фаз между амплитудными и опорным напряжением называют детекторной характеристикой фазового детектора (иди амплитудно-фазовой характеристикой; иди статической характеристикой ФД).

  Рис. 3 Детекторная характеристика ФД

Вид характеристики определяется:

- схемой ФД и ее параметрами;

- значениями амплитуд входных напряжений.

Принцип действия однотактного ФД.  

Тогда

;

(1.6)

где Формула (6) есть аналитическое выражение детекторной характеристики ФД. Графическое выражение ее приведено на рис. 4в.

Но более удобно применять нормированную детекторную характеристику

, т.е. (приведена на рис.5). Тогда параметром семейства детекторных характеристик является отношение .

На рис. 6 представлено семейство характеристик в нормированном виде.

;

  Рис. 5 приходим к выводу, что ФД по простой схеме имеет следующие недостатки:

На практике чаще всего встречаются два случая: и

Дата добавления: 2015-07-08