Частотним детектором називається пристрій, вихідна напруга якого визначається відхиленням миттєвої частоти сигналу від номінального значення. • Вихідна напруга детектора визначається його детекторной характеристикою Uв = F (# 8710; f)
де # 916; f = f з - fном.
Визначення - ЧД називається пристрій, що виконує одну з 2-х функцій:
- перетворення ВЧ напруги, модульованого по частоті в НЧ напруга, що змінюється за законом модуляції;
- перетворення відхилення несучої частоти сигналу від її номінального значення в постійну напругу, величина і знак якого характеризують величину і знак цього відхилення.
1-ю функцію виконують Ч демодулятори вони входять до складу УПіОС ЧМ сигналів.
2-ю функцію виконують Ч дискримінатори - вони входять в системи АПЧ і виробляють керуючу напругу.
Класифікація: по виду перетворення сигналу ЧД поділяються на
- частотноамплітудние - відбувається перетворення зміни частоти в зміни амплітуди з подальшим детектуванням в АД4
- частотнофазовие - відбувається перетворення відхилення частоти в відхилення між векторами основного і допоміжного напруги з подальшим детектуванням в ФД;
- частотноімпульсние - перетворять ЧС сигнал в послідовність імпульсів, частота проходження яких пропорційна відхиленню вхідний частоти від середнього значення. НЧ напруга, пропорційне числу імпульсів в одиницю часу можна отримати за допомогою лічильників імпульсів;
- ЧД на основі ФАП (синхронні фазові детектори);
1. частотна або детекторна характеристика - залежність вихідної напруги від частоти
тут # 969; 0 - перехідна частота ЧД. Параметри, що описують характеристику: крутизна (1) і розчин ПЧД - інтервал частот, що лежить між горбами частотної характеристики (наближено можна вважати ПЧД = (2). Робоча ділянка знаходиться між горбами.
Вимоги до детекторной характеристиці ЧД:
- розчин ПЧД повинен відповідати діапазону частот відхилень, які можливі для даного сигналу в даному приймачі;
- в межах ПЧД детекторна характеристика д.б.н. можливо більш лінійної;
- при заданих ПЧД і f0 крутизна Sчд д.б.н. можливо більшої;
- перехідна частота f0 д.б.н. досить стабільною.
У разі ЧД демодулятора найбільш важливим є лінійність характеристики всередині ПЧД (хв. Спотворення) при більшому розчині - більшому максимальної девіації частоти. Вимоги до крутизни і стабільності частоти можуть бути ослаблені.
У разі ЧД дискриминатора найбільш важливо вимога стабільності частоти, тому що в системах АПЧ нестабільність частоти буде перенесена на підлаштовуватися частоти, а також важливо симетрія характеристики щодо f0 і більшої крутості, тому що поблизу нуля нестабільність УПТ велика.
Принципи роботи і схеми ЧД
Як правило, на вході ЧД ставлять АТ, щоб прибрати паразитную АМ. АТ - обов'язковий елемент тракту приймача ЧМ сигналів.
1. Частотноамплітудние детектори (ЧАД) (ЧД на засмучених контурах)
Принцип роботи заснований на подачі вхідного сигналу на похилий ділянку резонансної характеристики. Як резонансної системи м.б. використана будь-яка частотнозавісімой ланцюг - LC контура, RC-фільтри, активні RC-фільтри, мікрополоскових ф-ри, пьезо, механічні. керамічні фільтри і т.д.
Як правило, використовують балансові схеми. Схема балансного ЧД з 2-ма засмученими контурами
Тут струми через Д1 іД2 протікають в зустрічному напрямку
Детекторна характеристика такого ЧД виходить з взаємодії двох характеристик засмучених контурів.
2. Частотнофазовие детектори (ЧФД)
На практиці широко використовуються ЧД з перетворенням ЧС-ФМ з подальшим детектуванням в ФД. У порівнянні з ЧД на засмучених контурах вони легше налаштовуються. Перед таким ЧД потрібен обов'язково АТ.
Відсутність АТ на вході призведе до перенесення паразитного АМ в напругу на виході ЧФД.
Різновидом ЧФД, які не потребують АТ на вході є дробовий детектор або детектор відносин.
Характерною особливістю його є наявність інерційних ланцюгів, включених паралельно детектору. Це робить його малочутливим до паразитного АМ вхідного сигналу (з певною частотою).
Такий детектор виконує роль діодного обмежувача з фіксованим порогом - не вимагає окремого АТ.
3. Перспективними є Д. без индуктивностей - автокореляційні ЧД. Вони побудовані на лініях затримки на ПАР.
Тут формірователь- перетворює вхідний сигнал в імпульси з частотою і тривалістю. Фазовий зсув (1), де к-кількість періодів.
- добре придатна для мікро виконання;
- нормована детекторна характеристика має лінійний вигляд як на ріс.10.9;
- в двоє більше широка смуга пропускання, ніж у Д зі зв'язаними і засмученими контурами.
4. Частотноімпульсние Д.
Тут ЧС сигнал спочатку перетворять в послідовність імпульсів, що змінюють своє тимчасове положення по закону частотної модуляції - виходить час-імпульсна модуляція.
5. ЧД на основі систем ФАП (синхронні фазові детектори).
Достоінство- висока стійкість.
Тут РУ-вирішальне пристрій здійснює накопичення інформації, що надходить з виходу ФНЧ протягом тактового імпульсу, порівнює отримане значення з порогом і видає прийняте рішення.