Детектирование фазомодулированных сигналов

Детектирование ФМ сигналов осуществляется при когерентном приеме. Детектирование этих сигналов осуществляется в два этапа:преобразование ФМ сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал (АФМ);детектирование АФМ сигнала амплитудным детектором. Принципиальная электрическая схема однотактного фазового детектора представлена на рисунке 52.

Он представляет собой амплитудный детектор, в котором используется опорное колебание. Преобразование ФМ сигнала в АФМ сигнал осуществляется диодом VD. На диод подается два напряжения: опорное колебание u_оп(t) с фазой? = 0 и ФМ сигнал u_фм(t). Напряжение диода определяется суммой этих напряжений:

u_д(t) =u_оп(t)+u_фм(t) (33)

Формирование напряжения на диоде поясняется векторной диаграммой (рисунок 53). Допустим, в некоторый момент времени ФМ сигнал имеет значение фазы?_фм1соответствующее наклону вектора u_фм1, тогда напряжение на диоде будет соответствовать вектору u_д1. В следующий момент времени фаза ФМ сигнала изменится, и будет соответствовать углу наклона?_фм2 вектора u_фм2 (при этом длина вектора соответствует длине вектора u_д1, т. к. амплитуда ФМ сигнала не изменяется).Напряжение на диоде в этот момент времени соответствует вектору u_д2. Как видно из диаграммы, вектора u_д1 и u_д2 имеют различную длину, а соответственно и амплитуду.

Таким образом, на диоде происходит преобразование ФМ сигнала в АФМ сигнал. Одновременно с этим преобразованием диод осуществляет трансформацию спектра АФМ сигнала, и дальнейшее детектирование осуществляется аналогично детектированию одноактным амплитудным детектором. Детекторная характеристика однотактного фазового детектора представлена на рисунке 54. Как видно эта характеристика имеет нелинейный характер, что приводит к нелинейным искажениям модулирующего сигнала. Для уменьшения нелинейных искажений применяют балансный (двухтактный) фазовый модулятор (рисунок 55).

Данный детектор состоит из двух одноактных фазовых детекторов. Опорное напряжение u_оп(t) подводится между средней точкой вторичной обмотки трансформатора (Т) и точками соединения резисторов R1 R2 и конденсаторов С1 С2. Напряжение ФМ сигнала u_фм(t) подается через первичную обмотку трансформатора. Пусть в некоторый момент времени на вход детектора поступает сигнал u_фм(t) с фазой?(t) и полярностью напряжений соответствующей указанной на рисунке. В этом случае напряжение на диодах будет определяться: u_д1=u_оп+ 0,5u_фм; u_д2=u_оп—0,5u_фм При этом векторная диаграмма будет иметь вид (рисунок 56). Как видно из диаграммы, напряжение входного сигнала на каждом из диодов составляет половину от входного напряжения детектора u_фм и эти напряжения противоположны по фазе. Напряжение на диодах определяется векторами u_д1 и u_д2. Как следует из диаграммы u_д1 > u_д2. Выходное напряжение каждого из одноактных детекторов будет определяться u_вых1(t) = К_дUm_д1;u_вых2(t) = К_дUm_д2 где К_д — коэффициент передачи детектора.

Поскольку эти напряжения противоположны, то выходное напряжения балансного детектора определяется: u_вых(t) =u_вых1(t)—u_вых2(t) = К_д(Um_д1—Um_д2) Детекторная характеристика балансного детектора представлена на рисунке 57.как видно из характеристики при?(t) = 90° и?(t) = 180° выходное напряжение равно нулю, т. к. Um_д1 = Um_д2 и u_вых1(t) = u_вых2(t). Вблизи указанных углов характеристика имеет линейные участки, использовании которых при детектировании позволяет исключить нелинейные искажения модулирующего сигнала

вывод

Он представляет собой амплитудный детектор, в котором используется опорное колебание. Преобразование ФМ сигнала в АФМ сигнал осуществляется диодом VD. На диод подается два напряжения: опорное колебание u_оп(t) с фазой? = 0 и ФМ сигнал u_фм(t). Напряжение диода определяется суммой этих напряжений: Таким образом, на диоде происходит преобразование ФМ сигнала в АФМ сигнал. Одновременно с этим преобразованием диод осуществляет трансформацию спектра АФМ сигнала, и дальнейшее детектирование осуществляется аналогично детектированию одноактным амплитудным детектором. Детекторная характеристика однотактного фазового детектора представлена на рисунке 54. Как видно эта характеристика имеет нелинейный характер, что приводит к нелинейным искажениям модулирующего сигнала.

Глава 6