Дискриминатор ЧМ-сигналов

 

Одним из наиболее ранних типов детектора частотно-моду­лированных сигналов является дискриминатор, схема которого показана на рис. 7.5. Его все еще можно встретить в некоторых приемниках, хотя для демодуляции ЧМ-сигналов чаще исполь­зуется детектор отношений (ratio detector). Описание этого де­тектора дается в разд. 7.5.

 

Рис. 7.5. Дискриминатор ЧМ-сигналов.

 

В схеме, изображенной на рис. 7.5, ЧМ-несущая (от каска­дов усиления ПЧ) поступает на L₁ и наводит напряжение во вторичной обмотке L₄. Часть входного сигнала при помощи об­мотки L₅ подается на выход схемы дискриминатора. Другой способ отвода части сигнала предполагает отказ от L₄ и связь с L₁ через последовательно включенный конденсатор.

Если поступающая на вход несущая не модулирована, схема является симметричной и через каждый диод проходит ток оди­наковой величины. Диоды проводят по очереди, т. е. Д1 прово­дит в тот полупериод, когда сигнал на верхнем выводе обмотки L₂ положительный, а на нижнем выводе обмотки L₃ отрица­тельный. Диод Д₂ проводит в другой полупериод сигнала. Вследствие этого токи поочередно (в зависимости от частоты: сигнала несущей) протекают через резисторы R_l и R₂ в направ­лениях, показанных стрелками. Конденсаторы С₃ и С₄ разряжаются через резисторы и благодаря этому обеспечивают фильт­рацию радиочастотных составляющих. Результатом этого яв­ляется преобразование пульсирующих колебаний в постоянные напряжения на резисторах.

Поскольку полярности напряжений на R₁ и R₂ противопо­ложны, то при равенстве падений напряжений на резисторах напряжение на выходных зажимах равно нулю. Если частота ЧМ-несущей изменяется, то вследствие нарушения баланса схе­мы один из диодов проводит лучше другого. Если, например,, диод Д₁ проводит сильнее диода Д₂, то падение напряжения на R₁ увеличивается и на выходе схемы появляется напряжение,, причем верхний зажим находится под положительным потенциа­лом, а нижний — под отрицательным. Если частота несущей из­менилась в противоположном направлении, то диод Д₂ прово­дит сильнее диода Дь падение напряжения на R₂ увеличивает­ся, а на Ri уменьшается. В этом случае результирующая раз­ность потенциалов на выходных зажимах имеет обратную по­лярность. Поэтому, если модулированная частота несущей от­клоняется вверх или вниз относительно номинального (средне­го) значения, то детектор формирует на выходе низкочастот­ный сигнал, положительный и отрицательный полупериоды ко­торого представляют один период звуковой частоты. При ЧМ частота несущей отклоняется выше и ниже средней частоты со скоростью, пропорциональной частоте звукового сигнала. Вели­чина отклонения определяется амплитудой звукового модули­рующего сигнала. Поэтому на выходе детектора образуется зву­ковая составляющая ЧМ-сигнала несущей.

Разбаланс схемы, вызванный девиацией частоты ЧМ-несу­щей, является результатом изменений фаз между поступающи­ми сигналами и сигналами, наводимыми на L₄. Векторные диаг­раммы для таких разностей фаз рассматривались в разд. 7.3, где аналогичная схема используется для целей контроля и кор­рекции по частоте и фазе радиочастотной несущей. ЧМ-детектор типа дискриминатора чувствителен также и к изменениям ам­плитуды и поэтому будет детектировать АМ-сигналы (такие, как шумы) на ЧМ-несущей. Следовательно, перед подачей на .дискриминатор сигналы ЧМ-несущей необходимо ограничивать. Это осуществляется при помощи ограничителей напряжения, которые срезают амплитуду сигнала выше определенного уров­ня (см. гл. 11).