Г.Б.Белоцерковский
"ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ И АНТЕННЫ"
часть I, "Основы радиотехники"
М.; "Советское радио", 1969г.

ГЛАВА X

НЕЛИНЕЙНЫЕ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ. БОРЬБА С ПОМЕХАМИ

66. 

Синхронный детектор

Упрощенная схема синхронного детектора показана на рис. 10.14. Напряжение сигнала uc приложено к основному переменному сопротивлению R(t) и к дополнительному r, которым по малости можно пренебречь в сравнении с R(t). Резистор r связывает эту цепь с фильтром нижних частот RфCф, выходное напряжение которого u2 отвечает назначению синхронного детектора.

Рис. 10.14. Упрощенная схема синхронного детектора.

Сопротивление R(t) создается электронным прибором. Последний управляется гетеродином, который синхронизируется источником сигнала. Благодаря этому вариация проводимости S(t)=1/R(t) имеет частоту несущего сигнала (). Отсюда происходит название схемы синхронный детектор.

Постоянное напряжение U0 определяет исходное значение проводимости S0, а напряжение вариации - изменение проводимости, происходящее с частотой и амплитудой первой гармоники S1m (начальную фазу вариации принимаем равной нулю):

(233)

Здесь mВ= S1m / S0 - коэффициент вариации проводимости.

Заметим, что уравнение (233) справедливо только для квадратичной вольтамперной характеристики. При наличии в характеристике членов более высокого порядка функция S(t) содержит и высшие гармоники от частоты вариации.

Для определения тока i через сопротивление R(t) умножим напряжение сигнала uc с амплитудой Ucm, частотой и начальной фазой на проводимость S(t):

(234)

Этот ток вызывает на резисторе r падение напряжения ur= i·r. Фильтр нижних частот RфCф не пропускает на выход составляющие напряжения ur с частотами и . Поэтому эффект детектирования определяется только постоянной составляющей тока

(235)

Прямая пропорциональность, существующая между полезным током детектора IД и амплитудой сигнала Ucm , позволяет считать синхронное детектирование линейным.

Рис. 10.15. Временные диаграммы напряжения сигнала uc, проводимости S и тока i в цепи варьируемого сопротивления.

Для синхронного детектирования не менее характерна значительная зависимость тока IД от угла сдвига фазы между вариацией проводимости и сигналом. При (рис.10.15,а) величина проводимости S больше в положительный полупериод напряжения сигнала uc, чем в отрицательный. Соответственно площадь, ограниченная кривой тока и равная произведению S(t) на uc, больше в области uc>0, чем при uc<0. Следовательно, когда , постоянная составляющая тока детектора положительна и, заметим, максимальна. Это согласуется с выражением (235):

 

При (рис.10.15,б) площади, ограниченные кривой тока, в оба полупериода одинаковы и постоянной составляющей тока в цепи детектора вовсе нет:

 

При (рис.10.15,б) проводимость S(t) в наибольшей мере отличается в сторону превышения величины S0 в отрицательный полупериод напряжения uc, и поэтому выпрямленный ток максимален с отрицательным знаком:

 

Из сказанного следует вывод: эффект синхронного детектирования максимален при синфазности или противофазности напряжения сигнала uc и вариации проводимости S.

Рис. 10.16. Спектральные диаграммы тока в цепи синхронного детектора от полезного сигнала (а) и помехи (б).

Одним из основных свойств синхронного детектора является его частотная избирательность. В этом свойстве можно убедиться, сопоставляя спектры токов в цепи детектора от АМ сигнала с несущей частотой , коэффициентом модуляции m и модулирующей частотой и от помехи с частотой , модулированной по амплитуде с частотой (рис. 10.16). В первом случае амплитуда сигнала равна

 

Для такого сигнала при соотношение (234) имеет вид

 

Из полученных трех слагаемых первое выражает спектр АМ сигнала с частотами , и , второе - аналогичный спектр, но с частотами , и и третье - продетектированный ток: постоянный () и модулирующий с частотой (рис.10.16,а).

Для помехи схема не является синхронным детектором, поскольку в нем частота вариации проводимости равна частоте сигнала , но не равна частоте помехи . Для помехи схема аналогична преобразователю частоты, в котором колебания гетеродина совершаются с частотой вариации . Следовательно, влияние помехи на ток синхронного детектора выразится в прибавлении к его основному спектру составляющих (рис.10.16, б) с частотами: (постоянный ток), помехи , разностной , суммарной , боковыми от модулирующей помехи , т.е. и . Так как в данном спектре нет частоты модуляции , до которой фильтр прозрачен, то на выход синхронного детектора помеха не проникает.

Синхронный детектор обладает еще одним важным свойством: способностью детектировать фазо-модулированные сигналы.

В этой главе:
62. Амплитудная модуляция
63. Детектирование АМ сигналов
64. Преобразование частоты
65. Общие сведения о параметрических системах
66. Синхронный детектор
67. Параметрический генератор
68. Радиопомехи
69. Методы повышения помехоустойчивости
Адаптер питания к ноутбуку - и дома от сети, и в автомобиле!

Возможность выбрать нужное напряжение и комплект разъемов-переходников обеспечат электропитанием любой ноутбук при любых обстоятельствах...

Удобная почтовая доставка не только по России...

 
Более 3000 типов оригинальных аккумуляторов...

...для смартфонов и мобильных телефонов LG, Samsung, Motorola, Nokia, Sony Ericsson и др.

Доставка почтой, курьером...

webmaster@radio-1895.ru