Процесс преобразования частотно-модулированного колебания в колебания низкой частоты называется частотным детектированием. На рис. 205, а приведена схема двухтактного частотного детектора (дискриминатора), выполненного на двух диодах Д1 и Д2, и системе двух связанных контуров LкCк и LC, настроен ных на несущую частоту входного сигнала.
 |
Контур LкCк включен в анодную цепь пентода Л, который работает в режиме двухстороннего амплитудного ограничения — обеспечивает подачу на вход двухтактною частотного детектора ЧМ колебаний с постоянной амплитудой. Рис. 205. Детектирование ЧМ колебаний: а — схема двухтактного частотного детектора; б и в — векторные диаграммы, поясняющие работу частотного детектора; г — характеристика частотного детектора. |
Между контурами LкCк и LC имеет место двойная связь: емкостная (через конденсатор Ср) и индуктивная (за счет взаимоиндукции между катушками Lк и L). Поэтому к диоду приложено высокочастотное напряжение, представляющее собой сумму напряжения на контуре и напряжения, возникающего за счет взаимоиндукции на индуктивности L1:
Uд1 = Uк + UL1.
Ток I1, выпрямленный диодом Д1, протекает по сопротивлению R1 от точки А к точке В. К диоду Д2 приложено напряжение
Uд2 = Uк + UL2
Ток I2, выпрямленный диодом Д2, протекает по сопротивлению R2 от точки N к точке В.
Если токи диодов одинаковы по величине и сопротивления R1 и R2 также равны, то напряжение на выходе частотного детектора будет отсутствовать.
Векторная диаграмма, приведенная на рис. 205, б, иллюстрирует процессы, происходящие в схеме частотного детектора, когда на его вход поступает лишь напряжение несущей частоты (модуляция отсутствует). Вектор тока Iк отстает от вектора напряжения на контуре Uк (на индуктивности Lк) на 90°. Вектор э. д. с. взаимоиндукции Ем отстает от создающего ее тока Iк тоже на 90°. Вектор тока в контуре частотного детектора I2 совпадает по фазе с вектором Eм, так как при резонансе контур является активным сопротивлением. Теперь рассмотрим случай, когда частота совпадает с частотой настройки контура LC. Ток I2 проходит по индуктивности L и создает на ее частях L1 и L2 (по отношению к средней точке) два равных и противофазных напряжения UL1 и UL2, сдвинутых по отношению к вектору тока I2 на 90°.
Нетрудно убедиться в том, что напряжения на диодах Uд1 и Uд2 равны по величине, и если схема симметрична, то на выходе частотного детектора напряжение отсутствует, поскольку потенциал точки А равен потенциалу шасси.
Векторная диаграмма, показанная на рис. 205, в, относится к случаю наличия девиации частоты, т. е. к случаю, когда на вход частотного детектора поступает сигнал, частота которого не равна частоте настройки контуров LкСк и LC. Отличие этой векторной диаграммы от предыдущей заключается в том, что вектор тока I2 не совпадает по фазе с вектором э. д. с. взаимоиндукции Ем. В данном случае ток опережает э. д. с. взаимоиндукции на угол φ. Векторы UL1 и UL2 сдвинуты по фазе относительно вектора тока I2 на угол π/2.
Из этой векторной диаграммы видно, что напряжения на диодах не равны: Uд1 > Uд2. Следовательно, ток, выпрямленный диодом Д1, больше тока, выпрямленною диодом Д2. На выходе частотного детектора по отношению к шасси появляется напряжение положительного знака Нетрудно прийти к выводу, что с увеличением частоты сигнала возрастает расстройка контура LC и ток диода Д1, еще более возрастает. Если ƒсигн окажется ниже частоты настройки контура LC, то ток I2 будет опережать э. д. с. взаимоиндукции Ем на угол φ и тогда на выходе частотного детектора появится отрицательный потенциал.
Величина напряжения на выходе частотного детектора пропорциональна степени отклонения частоты сигнала от несущей; знак же выходного напряжения зависит от того, в какую сторону происходит это отклонение. Характеристика частотного детектора приведена на рис. 205, г.
В частотном детекторе частотно-модулированный сигнал преобразуется в амплитудно-модулированный сигнал, который затем детектируется обычным амплитудным детектором.
