Фазов детектор. Схеми на фазови детектори. Pd, задействан пред входните сигнали

Диаграма на фазовия детектор, показан на фиг. 7.3, не може да се припише на диаграмите на вида на демодулатора, като две предишни схеми. Тази схема открива фазовата разлика на два сигнала, така че в наличието на фазова разлика могат да бъдат взети определени мерки за корекция (вж. Точка 4.6, 6.6, 6.7, 15.2 и 15.3). Също се нарича фаза детектор фаза дискриминаторили сравнител на честотата.Диаграмата на фазовия детектор, показан на фиг. 7.3, близо до диаграмата на дискриминатора (демодулатор) на сигналите на FM, показани на фиг. 7.5, а основните им характеристики са практически идентични. Следователно анализът на дадена в този раздел е приложим към диаграмата, показана на фиг. 7.5. В демодулантната система (фиг. 7.5), индуктивността L 4 е свързана с L b ,.е не е вторична намотка на трансформатора L 4 L5, какъвто е случаят в диаграмата, показана на фиг. 7.3.

Фиг. 7.3. Фазов детектор.

Фиг. 7.4. Векторни диаграми на фазов детектор.

Сигналът, който трябва да бъде анализиран, се прилага към ликвидацията на Li вход и се трансформира във вторичната намотка, състояща се от Л. 2 - Л. 3 . Вторичната намотка е излъчена от кондензатора на променливия капацитет с B, благодарение на който е оформен паралелен резонансна верига, конфигурирана до честотата на сигнала за управление (референтен), който се прилага към първичната намотка L 5 на трансформатора и е подсилени върху L 4.

Ако и двете сигнали имат идентични честоти, след това с добра балансираща система, сигналите са прикрепени към диоди същото. В този случай теченията на диодите се появяват в посоките, показани на фиг. 7.3 стрелки, създаване на изправен сигнал. Всеки диод се извършва чрез половин период, в резултат на което пулсиращите течения преминават през диодите. Въпреки това, напрежение вълни на резистори Ri. и R. 2 минимизирайте поради филтриращия ефект на кондензатори от 2 и С 3, така че чрез Ri. и R. 2 практически постоянни течения. Поради използването на централното разтоварване в намотката L 2 - L3 и равенството на резистори R. 1 и R. 2 напрежението намалява на тези изходни резистори, са равни и противоположни от знака; Следователно, с еднаква честота на сигналите, изходното напрежение е нула.

Работата на схемата е най-лесна за разбиране от анализа на фазовите отношения в разглеждания сравнение. На векторна диаграма, показана на фиг. 7.4, но,съотношенията на фазите на напрежение са показани в равенството на честотите на двата входни сигнала, когато входната осцилираща верига е в състояние на резонанс. В този случай, индуцираният d. Индексите варират във фаза с ток I да теча през елементи (активен и реактивен) контур. Такава ситуация се дължи на факта, че по време на резонанс реактивният капацитивен импеданс на контура е равен по размер и обратно чрез знака на индуктивната реактивна контурна резистентност; Тези съпротивления се компенсират, така че веригата има само активна резистентност. Следователно между h. д., действащ във веригата, и без контур няма напредък, нито назад.

Напрежението на референтния сигнал E L.± върху вторичната намотка L 4. изместен от фаза 180 ° спрямо индуцирана. от, Ind. Следователно, E L 4 е показана на фиг. 7.4, и под формата на вектор, насочен от закона E inl.

Тъй като намотката L 4 е свързана с входа и изхода на системата, всеки диод е изложен на два сигнала: справка и вход. Въпреки това, цялостното напрежение на всеки диод не е аритметична, а векторна сума на напреженията на сигналите. Това се обяснява с факта, че капка напрежение E L. в долната половина на вторичната намотка, преброена от средата на тази намотка, е пред 90 ° Co 1 до,разхождайки се през тази част от намотката, по същата причина за намаляване на напрежението E L. 2 в горната половина на вторичната намотка също се броят от средната точка на тази намотка, която трябва да бъде La в от вектора от 90 °; Така, с резонанс, напрежението? D e върху диод D1 е равен на векторната сума e l 4 и E L. 2 , ноeD 2 напрежение на диод D 2 еднаква векторна сума E L. 4 и E L. 3 , Напрежението на ED X и ED2 са показани на фиг. 7.4, нопод формата на диагонали на паралелограми.

Ако входният сигнал е включен Л. 1 той се различава от референтния сигнал до 1 5, след това фазовите съотношения на сигналите в разглеждания сравнение се променят, в резултат на което един от диодите е по-добър от другия. Следователно спадът на напрежението върху един от изходните резистори става по-голям от спада на напрежението върху другия резистор и тяхната пълна капка в напрежението престава да бъде нула, а стойността и полярността му зависят от разликата в тези стрес капки.

Когато входната честота се променя, осцилиращата верига (L 2 - L 3) C 1 излиза от резонанса и текущата I към вторичната, намотката не се променя във фаза от ЕД. от. E hhh.. Това се обяснява с факта, че осцилиращата верига на честота над или под резонанса има индуктивна или капацитивна резистентност. Ако текущата изостава зад Е.Д. E Ind, векторната диаграма отнема гледката, показана на фиг. 7.4.6. Но между мен и e Л. 2 руда. Л. 3 фазовата разлика се запазва, равна на 90 °. В резултат на това напрежението на диод D1 се увеличава и върху диода D2 намалява, в този случай диодите се извършват неравномерно и напрежението се появява в изхода на кома Laner.

Промяната на честотата на входния сигнал в друга посока води до увеличаване? D2 и намаление? D X. Появява се изходното напрежение, чиято полярност е противоположна на полярността на напрежението, генерирано в предишния случай.

Фазон детекторът е устройство, сравняващо фазите на два сигнала с равни или близки честоти. Фазон детекторът образува напрежение, пропорционално на фазовата разлика.

За да се определи неизвестната фаза на вибрациите, се изисква референтна точка, която ще определи произхода на координатите. Обикновено като такава отправна точка, поддържането на синусоидално трептене, произведено от местния генератор (хетеродино). В същото време е възможно да се използва тригонометрична идентичност за фазовото освобождаване:

При спазване на равенството на честотите на получения сигнал и хетеродинано с формулата се превръща във формата:

(2)

Напрежението с двойна честота на получения сигнал (два пъти междинната честота) при изхода на фазовия детектор е лесно потиснат от нискочестотния филтър и в бъдещия анализ не се вземат предвид:

(3)

Като се има предвид, че синусът на малък ъгъл е равен на стойността на самия ъгъл, на изхода на аналоговия мултипликатор на сигналите има напрежение, пропорционално на получената фаза на сигнала. С други думи, като фазов детектор може да изпълнява, към един от входовете, на които генераторът е свързан към честотата, равна на честотата на получения сигнал.

За съжаление, от една и съща формула за напрежение при изхода на сигналите, се вижда зависимостта на изходното напрежение от амплитудата на входния сигнал и сигналът на локалния генератор (хетеродан). Следователно, преди да откриете фаза модулиран сигнал във фазовия детектор, входното напрежение трябва да бъде ограничено от амплитуда.

В редица схеми за фазови детектори, в резултат на лимит или по редица други причини (честотен синтезатор, множител на часовника), се използват сигнали с логически нива. В този случай, както можете да приложите.

Блокната диаграма на фазовия детектор, прилагана съгласно принципа, описана по-горе, е показана на фигура 1.

Фигура 1. Структурна диаграма на фазов детектор

Формата на напрежението при изхода на ограничителя на амплитудата се приближава към правоъгълната форма на сигнала с мито, равно на две. Напрежението (или ток) на изхода на локалния генератор (хетеродан) също се опитва да получи правоъгълна форма. За по-точна формация на правоъгълен сигнал на хетеродин с еднаква продължителност на положителна и отрицателна стойност често се използва генератор на два пъти честота. След това го спуснете на двоичния делител (t-trigge). В резултат на формула (3), преобразувана в следната форма:

(4)

Линейната част на трансферните характеристики на фазовия детектор в резултат на използването на правоъгълни трептения се разширява до обхвата. Пример за трансферните характеристики на фазовия детектор AD9901 е показан на фигура 2.

Фигура 2. Трансмисионни характеристики на фазовия детектор AD9901

Отклонението на характеристиката на прехвърлянето от линейния закон в чипа е причинено от крайната му скорост.

Дата на последната актуализация на файла 12/16/2017

Литература:

"Дизайн на радиоприемници" ЕД. A.p. Sivers M., "Висше училище" 1976 стр. 37 ... 110
"Радио приемници" ЕД. Zhukovsky M. "Sov. Радио" 1989 стр. 8 ... 10
Палшков v.v. "Радио приемници" - м.: Радио и комуникация 1984 стр. 12 ... 14

Заедно с статията "фаза детектор (демодулатор)" прочетете:

Курсов проект

"Изчисляване на фазовия детектор"

Въведение

1. Класификация на фазон детекторите

2. Анализ на схемите за изграждане на фазови детектори

2.1 Балансиран фазов детектор

2.2 Фазов детектор за логически дискретни елементи

2.3 Единичен детектор за диоден фаза

2.4 Превключващ фазов детектор

3. Избор и обосновка на схемата за фаза детектор

Заключение

Библиография

Въведение

Радиално телеграфно свързване Използване на фаза манипулация (често се нарича фаза телеграфна) е вид гледна точка на телеграфната връзка, тъй като неговият шумов имунитет е значително шумов имунитет на честотния телеграф и по-амплитуден телеграф. Анализът на шумовия имунитет на комуникацията с фазовата манипулация показва, че преходът от честотната манипулация с най-често срещаното некохерентно приемане на FM сигналите към фазата еквивалентна на увеличаване на мощността на предавателя 3-4 пъти. Тези печалби се дължат на възможността за стесняване на два пъти честотната лента на приемника в сравнение с FM и появата на фазова селективност, която дава допълнително отслабване на компонентите на смущенията, не съвпадат във фаза със сигнални импулси. Прилагането на фаза манипулация ви позволява да предавате няколко двоични съобщения на една честота, без да разширявате честотната лента.

Предаването на сигналните елементи се извършва в най-простия случай чрез промяна на фазите на трептенията на същата честота. Общият принцип на получаване на сигнали с фазова манипулация се състои в сравнение на фазовия детектор на фазите на получените сигнали с фазата на трептенията на местния хетеродин. Честотата и фазата на тези трептения трябва да съвпадат точно с честотата и фазата на един от елементарните сигнали. В съвпадението на фазите на трептенията на хетеродина и елементарния сигнал при изхода на фазовия детектор се получава положителен импулс на полярността; Издава се, че фазите се различават, се издава отрицателен импулс на полярността.

Блоковата диаграма на приемника на фазовите модулационни сигнали е показана на фиг. (1)

Общият приемник радио (ORT) извършва конвенционални функции за подбор, усилване и превръщане на честотата на получения сигнал. За разлика от приемниците на сигналите на АМ и ФМ, приемникът на сигналите прави изискванията за увеличаване на точността на честотата и по-висока линейност на фазовите характеристики.

Пътят на амплификация и образуването на телеграфни импулси също не се различават от обичайните блокове, използвани в приемниците на радиотелеграфни сигнали. Основните специфични елементи на веригата са фазов детектор и синхронни хетеродинови, които решават проблема с трансформацията на радиосигналите с фазово манипулиране в импулси на преки топлин, полярността, която варира в зависимост от фазата на елементарните сигнали.

Основната трудност при практическото прилагане на фаза телеграфния метод е да се получи референтно напрежение, честотата и фазата на която точно съвпада с честотата и фазата на един от елементарните сигнали. Решете задачата с използването на автономни местни хетеродино

невъзможно е, тъй като е необходима практически нереализираната стабилност на нейната честота. В допълнение, такъв хетеродин не може да наблюдава промените в честотата и фазата на сигнала в комуникационния канал. Изборът от колебанията на FM спектъра с носеща честота за използване като референтно напрежение също не е възможно, тъй като спектърът на сигнала, когато

FM не съдържа компонент с честота и в реалния спектър той е силно отслабен. Следователно се използват хетеродините от референтни трептения, чиято фаза се регулира непрекъснато от сигнала или референтното напрежение се създава след редица нелинейно превръщане от получения сигнал.

Съвременните радиоприемници широко използват аналогово и цифрово внедряване на индивидуални функционални възли,

Включването на детектори, следователно трябва да се разграничат цифровите вериги, които могат да повторят принципите на аналоговото откриване или да се прилагат алгоритми, които се различават от аналоговия, широко използван на практика.

В литературата няма установено име на устройства, които извършват операцията по сравнение и едновременно с това трансформирането на един тип сигнал към друг. В зависимост от приложението се използват концепциите: отличителен, дискриминатор, демодулатор, детектор.

Фазон детекторите се използват широко в различни фазометрични устройства в системите за автоматично регулиране на честотата, в тесно-лентови филтри за проследяване, способни автоматично да възстановят, когато честотата на получения сигнал се променя, както и за откриване на фазови и фанатизови сигнали.

Фазовият детектор (PD) е устройство, чиято изход се определя от фазовата разлика на трептенията, доставени на неговите входове. Незабавна стойност на изходното напрежение на фазовия детектор:

Upd.fd \u003d UFD.MAXF () (1) \\ t

където f () е нормализираните характеристики на фазовия детектор; -Монгова разлика фази на входни напрежения.

1. Класификация на фазон детекторите

Разнообразие от фазови детектор схеми на принципа на действие могат да бъдат разделени на две големи групи: нелинейни вектор и параметрични. Класификацията на фазон детекторите е показана на фигурата към векторните модели, свързани с фазов детектори, при които изходното напрежение на UPF (t) се образува чрез сравняване на амплитудите на векторните суми и разликата на трептенията U 1 (t) и U2 (T) Използване на нелинейни елементи и последващо откриване на получения сигнал.

Детекторите (дискриминатори) на тази група се използват при високи честоти. Най-често срещаните дискриминатори от този тип са балансирани и пръстеновидни. Балансираният фазов детектор с квадратни амплитудни детектори е еквивалентен на множител на входните осцилации с последващо филтриране на високочестотни компоненти.

Параметричните детайли са детектори, в които сигналната трансформация на фазите на сигнала към изходното напрежение се извършва, като се използват линейни вериги с променливи параметри. Параметрите на линейните вериги могат да се променят гладко или скочи. Резервните фазови детектори често се наричат \u200b\u200bпревключване. При превключващи фазови детектори, една от трептенията, наречена референция, периодично променя параметрите на електрическите вериги. Като превключвател (ключ) се използват механични прекъсвачи; Електронни и транзисторни схеми. Детекторите за превключване обикновено се използват при относително ниски честоти (до стотици килонек). В някои случаи, включително, когато се изискват специалните характеристики на фазовия детектор, например, в цифровите честотни синтезатори се използват импулсни дискриминатори.

Както вече споменахме по-горе, фазовият детектор се нарича устройство, предназначено за създаване на напрежение, пропорционално на фазовата разлика между сигнала и референтното колебание. Ако напрежението действа при входа на фаза детектор: u vh \u003d u b cos, след това защитеното напрежение

E d \u003d до pd.

Тъй като в спектъра на напрежението при изхода на фазовия детектор има честотни компоненти, които не са в UH спектъра, е невъзможно да се използва линейна схема с постоянни параметри за прилагане на фазов детектор. Откриването на фазите не може да се извършва с помощта на обикновена нелинейна система. Например, постоянен компонент на ток на диод зависи от амплитудата на входното напрежение и не зависи от фазата и честотата его. Следователно, фазовият детектор може да се извърши на базата на линейна система с променливи параметри.

Блокната диаграма на фазовия детектор е показана на фигура (3);

По тази схема, честотата на хетеродателя (референтно напрежение)

Под действието на референтното напрежение U 0, активният параметър на веригата се променя, обикновено е готино S.

Изходното напрежение с коефициента на прехвърляне към D:

Съгласно фигура 5, напрежението e d при входа на фазовия детектор зависи от входния сигнал; Формата на зависимост е D се определя от съотношението u vx / u 0. Като цяло, характеристиката на откриване е значително различна от косинуса.

Ако u w\u003e u 0 тогава

По този начин, с малки амплитуди на входния сигнал, характеристиката за откриване на детектор за диодна фаза на един ход има косинусна форма. Ако тогава

в този случай характеристиката на откриване е циклоид фигура 5 много различна от косинуса.

2. Анализ на схемите за изграждане на фазови детектори

2.1 Балансиран фазов детектор

Балансираният фазов детектор е двустепенна диодна спорствена детектора, всеки от които работи на товара.

В резултат на входа на всяко рамо на фазовия детектор създават напрежения от противоположността на брояча . Входното напрежение се сумира до диоди в противоположната полярност, поради което фазата на URH напрежението се различава от URH фазата "\\ t

Следователно референтното напрежение се прилага за диоди в една и съща фаза,

Следователно,

В детектора на звънене, два балансирани фазов детектор, докато симетрията, характеристика за откриване, се подобрява, а коефициентът на детектора ще се увеличи.

Характеристики на откриването на раменете и всички PD с

ЗАКЛЮЧЕНИЯ: 1. Детекторът за фаза на баланса е комбинация от два отдела за фаза на един ход, всеки от които работи на товара и създава взаимно противоположни напрежения върху тях; Разликата на тези напрежения определя прогнозираното напрежение при входа на балансирания фазов детектор. Полярността на входните сигнала върху диоди е обратна, референтното напрежение е същото.

2. Характеристики на откриването на детектора за баланс в сравнение с един по-симетричен и преминава през нула.

2.2 Фазов детектор за логически дискретни елементи

Блокната диаграма на фаза подобен детектор е показан на фигура (8)

Устройството за формиране превръща аналогов хармоничен сигнал към импулсното напрежение.

Възможната свързване на веригата на такъв фазов детектор е показан на фигура (8). Детекторът има два входа: първото е FM - колебание (фиг. 9, а), на второто - референтно напрежение (фиг. 9, б). Като UV 1 и UV 2 (Фиг. 11) се използват сравнения с хистерезис DA 1 IDA 2. Диаграмите на напрежение U 1 и U2 при изхода на UV 1 и UV 2 са показани на фиг. (9, b, d). Напрежението U 1 и U2 се подава във веригата и, която използва два логически елемента, а не DD1.3 и DD1.4. Напрежението u при изхода на веригата и се създава само при едновременно действие на напреженията u 1 и u 2. Диаграмата на напрежението при изхода на веригата и е показана на фигура (9, е). Филтърът с нисък проход избира постоянния компонент на напрежението e d \u003d u 0 | π - φ | / 2 π \u003d 0.5 U 0 | 1 - φ / π | (четири);

Съгласно (4), напрежението e е линейно зависи от фазата φ. Характерата за откриване на FD е показана на фиг. (12)

Ако на фигура (10) вместо веригата и използвайте веригата, базирана на елементи, без да се сгъстят и не е фиг. (11), характеристиката на откриване става 2 пъти по-стръмна и с равни фази на входните и референтните напрежения e d \u003d 0.

Напрежението u при изхода на веригата и състоящ се от елементи и не се случва по време на едновременно представено или липсата на напрежения U 1 и U2.

Заключение: В PD за логически дискретни елементи, FM - колебанието се превръща в импулсно напрежение, чиято уелнес зависи от фазата на входния сигнал. Pulse PD се осъществява в цялостното изпълнение.

2.3 единичен диод pd

За откриване на фаза, входният сигнал и референтното напрежение се прилагат към диода; Напрежението e на изхода на FD се определя от експресията, получена под предположението, че U nx<

Характеристиките на откриването на диод PD съгласно този израз са близо до синусоида.

Принципът на действие на такъв FD може да бъде обяснен чрез разглеждане на това не като параметрична верига, а като система с амплитудна откриване на сумата от две хармонични трептения (U BX и U 0).

На входа такова кръвно налягане действа общото напрежение:

u σ \u003d u в + u 0 \u003d u bx cos (ω 0 t +) + u 0 cos ω 0 t. (пет);

Тези две трептения имат еднаква честота, но различни фази. В резултат на добавяне на вектор на два напрежения се получава напрежението на една и съща честота, но друга фаза. Амплитудата на общите колебания:

2.4 детектор за фаза на шината

Такъв фазов детектор е направен под формата на балансирано множество устройства с диференциален вход. Входният сигнал U 1 се подава към транзистора база T 1, управляващото напрежение сигнал U2 се доставя директно към затвора на полевото транзистор T3. Последният работи като атенюатор, контролиран от напрежение с нулево компенсиране на мястото на изходния запас. Благодарение на баланса на DC верига, контролното напрежение, приложено към язовира на Т3, променя само устойчивостта на полето на терен транзистор, без да се засяга прехвърлянето на постоянни премествания във веригата. При използване на разглеждания балансов кръг, ориз (14), мултипликатът в спектъра на изходно напрежение е възможно значително да отслабне честотния компонент 2 и всички комбинирани компоненти, с изключение на ω 2 ± ω 1. Компонентите на честотата ω 1 не са изключени от спектъра. Въпреки това, при извършване на състоянието ω 1 -ω 2 ≤ ω 1, неговият ефект почти не влияе, тъй като той ще бъде потиснат от филтър, който стои след фазовия детектор. За да признае, че парцелът на затвора има императивна съпротива и че амплитудата на напрежението U 1 е значително по-малка от напрежението на прекъсването на полевия транзистор, може да се покаже, че фазовият ноза за предаване на предаване за симетричен изход може да бъде изразено, както следва:

Където S NACH е началната стръмнастност на полевата транзистор T3 при (u z \u003d 0);

U zi.olz - напрежение на отделения t 3;

R N е устойчивостта на натоварване на всяко рамо на веригата;

U2 е амплитудата на управляващото напрежение върху портата.

Входната устойчивост на веригата при честотата на сигнала се определя от Vechery на различни съпротивления R1R2 и има ред .

Максималният възможен коефициент на такъв фазов детектор при условие U 2 \u003d 0.5U Zi.ot се определя от изразяването:

3. Избор и обосновка за схемата за фаза детектор

Помислете за балансирания PD. Такъв детектор се състои от две разгледани амплитудни детектори, товарът е съответно резистори и кондензатори едновременно. Едно от входните напрежения е обобщено с помощта на диаграмата

трансформаторът с средата, така че компонентите на това напрежение имат еднаква амплитуда и действаха върху речта на диоди и входното напрежение през трансформатора се подава към диоди с една фаза. Така върху всеки от диодите има сума от два напрежения кондензатори за честотните течения представляват късо съединение:

Амплитудите на получените напрежения могат да се дефинират графично, като се използват векторни диаграми фигура (16).

Полученият фазов ъгъл φ между векторите се определя от равенството φ \u003d

Използване на цифри, можете да получите стойността на получените амплитуди на напрежението, прикрепени към диоди

Напрежението се открива върху натоварките на амплитудни детектори, когато коефициентът на предаване на амплитуден детектор.

Получаване на фаза на изходно напрежение:

Този израз е уравнението на импулсните характеристики на балансирания фазов детектор. Характеристиките на балансирания фазов детектор могат да бъдат намерени, диференциране на уравнението на неговата импулсна фаза характеристика:

Уравнението () може да бъде опростено, разграждане на всеки термин в силовия ред и ограничаване на първите членове на разлагането

Все още се определя от израза (10). Ако амплитудата на едно от входните напрежения е значително по-голяма от амплитудата на другата (например) уравнението на характеристиките е още по-просто: (12);

(13);

Основното уравнение на импулс-фаза характеристика (9) е симетрично за амплитудите на входните сигнали. В гледна точка на схемата, схемата е безразлична към коя от входните сигнали ще бъде справка.

За фаза на баланса, характеристика е, че входното му напрежение зависи от съотношението на амплитудите на входни напрежения: (виж кризата)

Характеристиките на амплитудата, показани на тази цифра, са конструирани с формула (11) за различни стойности H. По отношение на определената ос . Анализът на следните графики ще позволи следните заключения. Характеристиката практически се счита за линейна, стръмността съгласно (10) ще бъде равна на:

(15);

Ако характеристиката се приближава към косинус, и стръмността на детектора има тенденция към максималната му възможна стойност (13).

Граничната стойност на обобщената стойност y \u003d 2 показва, че максималното напрежение при изхода на детектора не може да надвишава двойната стойност на най-малките yz входни напрежения (предоставени). Граничната стойност на коефициента на предаване на напрежение ще бъде равна на

При извършване на неравенство, стойността на максималната стойност

изходното напрежение зависи почти само от най-малките входни напрежения, в този случай. Следователно, ако е необходимо фазовият детектор да остане непроменен при промяна на амплитудата на един сигнал, е необходимо да се гарантира амплитудата на най-малките от два входни напрежения. Например, с постоянна амплитуда на референтното напрежение () за поддържане на входно напрежение на входното напрежение, колебанията на амплитудата на напрежението на входа () трябва винаги да се прилагат.

Ние оценяваме приблизителния ред на входната устойчивост на балансирания фазов детектор. Ако вътрешното съпротивление на диода е много по-малко от резистентността на натоварването, входната устойчивост на последователния диоден детектор при достатъчно големи входни напрежения е приблизително равен.

Следователно, входната резистентност на балансирания фазон детектор от страната на първия вход, който се преизчислява върху вторичната намотка на трансформатора, виж фигура (15), ще бъде равна на сумата от двете входни съпротивления на амплитудните диодни детектори, които е:

От втората входна страна, входната резистентност, дадена на вторичната намотка на трансформатора, ще бъде сгъната на два паралелни входни съпротивления на диодни детектори, следователно:

(17);

Имайте предвид, че за да се опростят всички входни напрежения и съпротива в схемата, се считат за проведени от вторичните намотки на трансформаторите. Очевидно е, че тези стойности могат лесно да бъдат превърнати в първичните намотки, т.е. директно върху двата вписвания на диаграмата на фазовия детектор.

Помислете за някои съотношения между товарните елементи на балансирания фазов детектор. Както вече беше отбелязано, размерът на резистор R се избира при състоянието. Постоянното време на натоварване RC трябва да бъде, от една страна, за да се извърши от теорията на неравенството на амплитудните детектори:

(18);

където -мимална честота на входното напрежение на детектора. От друга страна, към Формата на изходното напрежение не е изкривена и по този начин и по този начин се осигурява необходимата скорост, трябва да се извърши условието.

Последното неравенство очевидно губи смисъла си, когато ω 1 \u003d ω 2. В този случай горната граница на срока е да се определи възможната максимална скорост на промяна на фазовия ъгъл ω 0 \u003d ω 1 - ω 2 между сравнените напрежения.

Заключение

С практическото използване на фазовите детектори (особено в системната система на честотната фаза), силно високите изисквания за филтриране се различават от ω 1 - ω 2 комбинационни честоти при изхода на детектора, са неизбежно генерирани по време на процеса на откриване. Тези странични комбинационни компоненти влияят неблагоприятно върху работата на системата за автоматично регулиране и може да доведе до значителни грешки. В случаите, когато са представени високи изисквания за филтриране на определените компоненти, прибягват до използването на по-сложни (например, пръстен) фазотни детектори. Добрите резултати могат да бъдат получени и с използване на детектори за фаза на люда.

Предимства: големи линейни характеристики, ако u 0 \u003d u c / 2, тогава ще има максимална характеристика на линейността; голяма стръмнаст; Характеристиката преминава през нула.

Недостатък: по-сложно строителство.

Библиография

1. Проектиране на радиоприемници: учебник за университети, редактиран от A.P. Sievers - m: съветско радио, 1976 година.

2. Радиоприемници: учебник за редактирани университети

Н.н. Fomina - m.: Радио и комуникация, 1996.

3. Радиоприемници: O.V. Golovin - m.: Висше училище, 1997

4. Разработване на блокова диаграма на радиостанции: ръководство за обучение за дизайн на курса. Сидоров v.m. -M.: Типография Pieisis, 1988.

5. Горшков б.и. Елементи на радио електронни устройства. Директория. M: "Радио и комуникация", 1988 - 316 p.

6. Бобов Н.В., Максимов Г.в., Мичурин В.Н. Изчисляване на радиоприемниците. M: milivdat, 1971.

В точка 7.4 са разгледани цифрови синтезатори с непряк честотен синтез, чийто от основните елементи на които може да се нарече фазов дискриминатор. Подобни устройства се използват при всякакви цифрови фазови системи за повдигане на честотата, използвана като за синтез колебания с постоянна честота и честота или фаза модули и демодулации RF сигнали. Параметрите на фазовия дискриминатор определят най-високата работна честота или честотата на сравняване на PLG веригата, както и такива съществени индикатори като ширината на лентата за улавяне и предпазните ленти на PLG веригата.

В цифровите системи се използват главно следните видове фазови дискриминатори:

· Фаза детектор (FD) върху логическия елемент "изключващ или";

· Фазон детектор за RS спусък или JK задействане;

· Детектор за цифров честотен фаза (CFD).

Първите два вида детектори се характеризират с факта, че на техния изход има постоянно напрежение, пропорционално на фазовото преминаване с равна честота на входните и референтните сигнали, и Beyon, чиято честота зависи от разликата в честотите от тези сигнали, ако тези честоти не са равни. В този случай може да има постоянен компонент в определен диапазон от тапицери в определен диапазон, водещ plg линия в края, за да се улавят честотата на входния сигнал, но с достатъчно голямо честотно разстройство на Beyon стават практически хармонични и улавянето на честотата вече не е възможно. Ясно е, че в същото време системата за улавяне на системата вече държи лента. Фигура 7.7.1 илюстрира процеса на улавяне на честотата с PHF система с PD върху логическия елемент "с изключение на или" (зависимостта на изходното напрежение на FD от времето, получено чрез симулиране на работата на PLG линия на компютър). В този случай първоначалното разстройство на главната честота е толкова голямо, че ритъмите на изходното напрежение на FD са чисто хармонични и постоянният им компонент е нула, т.е. PD няма подходящ ефект върху пистолета (лявата част на фигурата). Външният контролен ефект се сервира на пистолета, бавно пренасочва своята честота на стойността, в която е възможна нейната честота на FAPC Loop; В същото време, формата на ударите на изходното колебание на FD започва да се различава от хармонията, се появява постоянен компонент, който засяга средната стойност на честотата на пистолета (средна част на фигурата). В някакъв момент честотата на пистолета попада в пантите на пашовия контур - и улавя: след кратък преходен процес се установява постоянно напрежение, пропорционална разлика на фазите на референтното колебание и колебание на пистолета, влизащи в PD ( дясната част на модела).

За разлика от фазовите детектори, при честотния фазов детектор, с всякакви честотни разстройства на изхода, няма удари, но има постоянно напрежение, което регулира регулируемия генератор, така че да се намали това обстановка. По този начин, изходното напрежение на CFD е функция като фазова разлика (в синхронен режим) и честотните разлики (при липса на синхронност) идват колебанията. Поради това, в системата FAPC, съдържаща цифров честотен фазов детектор, лентата за заснемане е равна на лентата за задържане.

Фиг. 7.7.2 показва структурата на най-простия цифров CFD, изграден на два D-triggers. Щатите от техните резултати определят работата на транзисторните клавиши VT1, VT2, както следва.

Q1 \u003d 1, Q2 \u003d 1 - "логичният и" dd3 елемент излага на своя изход логически 1, който се подава към входовете на CLR, които се задействат чрез устройството за закъснение, изхвърляйки техните изходи до 0.

Q1 \u003d 0, Q2 \u003d 0 - и двата клавиша са отворени, излизането на FDM - в третото състояние.

Q1 \u003d 1, Q2 \u003d 0 - Ключът VT1 е затворен, VT2 ще се отвори, при появата на CFD напрежението, близко до захранващото напрежение, което съответства на логиката 1.

Q1 \u003d 0, Q2 \u003d 1 - Ключът VT1 е отворен, VT2 е затворен, при появата на CFD напрежението, близко до нула, което съответства на логика 0.

Помислете за поведението на веригата в случая, когато честотата на сигнала в входа 1 е по-висока от входа 2, фиг.7.7.3а. От фигурата се вижда, че устройството на изхода CFD ще се появи по-често от 0 (тригерите се задействат от положителния фронт върху синхронизацията) и честотата на пистолета ще бъде затешена по-горе, до честотата на генератора на поддръжката (то) приема се, че пистолетът е направен с помощта на varicap). Тя ще продължи, докато честотата ще стане еднакво, което ще доведе до улавяне на честотата на пистолета. В случая, когато в първоначалното състояние честотата на пистолета е значително по-висока от честотата на генератора на поддръжката, 0 ще има предимство при появата на CFD, понижаване на честотата на пистолета до нейното заснемане на FAPC веригата.

Съвременните феи се предлагат под формата на IC и могат да работят на честоти до 200 MHz, което им позволява да се използват при предаването на радиопредални устройства на съвременните комуникационни стандарти. Те имат средства за премахване на зоната без нечувствителност по фаза, разположена в центъра на фазовите характеристики. Пример за модерен CHFD чип може да служи като AD9901, чиято структура е представена на фиг. 7.7.4. Той е фундаментално различен от обсъжданите по-горе (Фиг. 7.7.2) Наличието на дефицити на честота на входния сигнал върху D-Triggers. Те осигуряват фазов дискриминатор, извършен върху "изключването или" елемента, правоъгълните трептения за подобряване на работата си, а също така измесват зоната за нечувствителност от фазов характерния център до ръбовете.

Видът на характеристиките на такава аварийната аварий е показан на фиг. 7.7.5, където зони на нечувствителност и нелинейност са видими в зависимост от работната честота на детектора. Обърнете внимание, че при честоти в стотици KHz, тази характеристика има линейна част с дължина от всички 360 °.

Има два вида CHFD, които се различават по метода на изграждане на каскадите на уикенда: CHFD с изход за напрежение (фиг. 7.7.4) и CFD с текущ изход; Последната опция е по-често наречена диаграма за зареждане или "помпа за зареждане" (или CP - зареждаща помпа), която вече е споменато в точка 7.4 в схемата PRC Loop. Смяна на транзисторите VT1 и VT2 на фиг. 7.7.2 по текущи източници, както е показано на фиг. 7.7.6, получаваме схемата за помпена помпа CFD в обобщена.

На кои импулси - ток или напрежение - произвеждат CFD схемата, видът на филтъра на цикъла, свързан към появата, се подлепва; Съответно характеристиките на цялата PHF контур се различават. На фиг. 7.7.7 Често се срещат опции за филтри за вериги за "ток" и "потенциални" версии на съществуването на CFD изходните каскади. За да подобрите филтърните свойства на филтър за верига по отношение на импулс смущения, проникване на появата на CFD към входа за контрол на пистолета, понякога се използва допълнителната филтрираща връзка (DFZ), чиито елементи са подчертани на по-ниския модел на. \\ T пунктиран модел. Работният усилвател, включен между филтъра на веригата и входа за контрол на оръжията, служи като буферна каскада, която намалява натоварването на страната на въздухоплавателното средство на пистолета. Самият оперативен усилвател трябва да има минимален входен ток (PICAMOS) и ниско ниво на собствен шум. Припомнете (виж параграф 7.4 и Фиг. 7.4.3) които течещи течения, възникващи в елементите (контейнери) на филтъра на цикъла или натоварването от контролния вход на Хун, водят до проникване на нежелани компоненти с честотата на сравнение и Неговата хармонична в спектъра на гласовото колебание.

Отделно, трябва да се каже за работата на PLG веригата, която използва CFD с текущ изход на "зареждаща помпа", заредена върху филтъра за цикъла, който включва перфектната интегрираща връзка. В точка 7.4 вече беше отбелязано, че в този случай LEPG Loop придобива собственост на апостамизма, т.е. Фазовата грешка в постоянния синхронен режим не зависи от първоначалното позоваване на честотата на хун по отношение на колебанието на генератора на поддръжката и в идеалния случай винаги се стреми към нула. Нека покажем това при примера на схемата, показана на фиг. 7.7.6.

Нека Lapch Loop има най-проста структура, подобна на тези, показани на фиг.7.7.3; Това не намалява общността на нашето разсъждение. На входа на 1 пеене има колебание на поддържащия генератор с постоянна честота W OP \u003d PJ OP (където p \u003d d / dt е операторът на диференциация, J OP е линейно увеличаване на пълната фаза на поддържащото колебание). На входа на 2 CFD, се на свой ред, колебанието на хун с честота в зависимост от EPR (P) - управляващият ефект на CFD, предавани чрез филтъра за цикъла:

w gun \u003d rj hung \u003d w gun sv. - 2ps пистолет epr (p),

където J Gung е пълната фаза на колебанието на Гонг, W Gun St. - стойността на честотата на пистолета без контролната експозиция от CFD ("Free"), S пистолет - стръмността на линейната част на статичната модулация, характерна за пистолета.

За да подчертаете информацията, съдържаща се в промяната на фазите
използват се фазови детектори. Във фазов детектори за фазова компенсация
специално генерирано хармонично референтно колебание се използва с честота, равна на централната честота на сигнала и информационния компонент.
. Тази първоначална фаза може да бъде различна в специфични приложения. Типът на детектор Характеристики на фазовите детектори зависи от много параметри: амплитудите на сигнала и референтното напрежение, характеристиките на използваните нелинейни или параметрични елементи, методите за прилагане на референтното напрежение и схемата за фаза детектор.

Според последните две функции, фазон детекторите споделят:

- за фазови детектори на векторния тип;

- фазови детектори за превключване на фазите;

- Математически тип фазови детектори.

В първия случай се образува векторната сума на референтното и сигнално напрежение. Полученото напрежение, желаната амплитуда зависи от фазовото преминаване между референтните и сигналните напрежения, се подлага на откриване на амплитуда, в резултат на което се освобождава информационният компонент на сигналната фаза (с някои изкривявания), ако референтното напрежение Има достатъчна фазова стабилност, следователно и стабилност на честотата.

Отбелязваме, че началната фаза на поддържащото напрежение е нула и фазата на сигнала, която се брои от референтната фаза на напрежението - .

Тогава можете да записвате

Да предположим, че състоянието се извършва, при което амплитудният детектор винаги остава линеен и широко разпространен с коефициента на предаване на равен на детектор ДА СЕ Г. Откриването на фазите винаги е удовлетворено, че амплитудата на референтното напрежение е много по-голяма от амплитудата на сигнала (
).

Като се има предвид гореизложеното, можете да получите:

Характеристиките на детектора на фазовия детектор, съответстващ на горния израз, е представен на фиг. 8.13.

Фиг. 8.13. Детектор Характеристики на фазовия детектор

Както може да се види от дадените характеристики на детектора, последният зависи от връзката Улавяне от / U. 0. В близост до ъглите  / 2 и 3 / 2 може да се изолират относително прости участъци, подходящи за откриване на фазови модулирани сигнали. Характерният детектор на фазовия детектор е периодично с период от 2.

Най-простият детектор за векторна фаза на един ход не се отличава с висококачествени индикатори - стръмност и линейност на характеристиката на детектора. Следователно се използват балансирани фазон детектори, конструирани съгласно схемата и принципа на подобни балансирани честотни преобразуватели (фиг. 8.14).

Фиг. 8.14. Схематична диаграма на балансиран фазов детектор

Диоди Vd.1 и Vd.2 Амплитудните детектори са включени в унипилно и натоварванията идват. Изходно напрежение Улавяне Изходът се формира като разлика на напреженията, създадени от всеки амплитуден детектор.

Напрежението на сигнала се прилага към диодите на анти-фаза и референтната е сифаза. Съответните векторни диаграми са представени на фиг. 8.15.

Фиг. 8.15. Графики за напрежение на векторния сигнал

Полученият детектор Характеристики на балансирания фазов детектор има външен вид, представен на фиг. 8.16.

За \u003d / 2 (3 / 2) характеристиките на откриване са линейни и преминават през нула, което е много важно при използване на фазов детектор в автоматични честотни и фазови регулатори.