آشکارساز سیگنال های AM، FM، CW و SSB (ردیاب چند حالته) در سپیده دم رادیو آماتور، مدولاسیون CW محبوب ترین بود. تلگراف برای مدت طولانی در اوج محبوبیت خود بود. اما میل به برقراری ارتباط از طریق گفتار یک خواسته طبیعی انسان بود - در نتیجه، مدولاسیون AM دیر ظاهر نشد. و سپس همه چیز با جهش پیش رفت - مدولاسیون FM ظاهر شد (مقاوم در برابر نویز بیشتر و تا حدودی کم مصرف انرژی - علاوه بر این ، خود مدولاتور FM تا حدودی ساده تر از AM است) ، سپس SSB و انواع آن (افزایش قدرت قبلاً به 16 برابر رسیده است!)، سپس انواع دیجیتالی ارتباطات و بسیاری دیگر ظاهر شدند (مانند سیگنال های نویز مانند "عجیب و غریب"، که در آن مدولاسیون با استفاده از رمزگذاری-رمزگشایی انجام می شود). همراه با ظهور انواع مختلف مدولاسیون، انواع مربوطه دمدولاتورها (آشکارسازهای این نوع سیگنال ها) ایجاد شد. و اگرچه در بین آماتورهای رادیویی در حال حاضر محبوب ترین انواع مدولاسیون ها SSB (CW) و PSK (دیجیتال) هستند ، هنوز خیر ، خیر و ایستگاه هایی که در حالت های AM و FM کار می کنند روی آنتن ظاهر می شوند. اینها را می توان نه تنها در باندهای VHF، بلکه در HF، به عنوان مثال، در ده متر و همچنین در بخش NE یافت. بنابراین، به نظر من، تمایل به داشتن یک آشکارساز در گیرنده خود که قادر به تشخیص همه انواع مدولاسیون های بالا باشد، چندان غیر طبیعی به نظر نمی رسد. در این مقاله یک آشکارساز ساده برای سیگنال های AM، FM، CW، SSB توضیح داده شده است و کیفیت تشخیص همه انواع سیگنال های فوق بسیار بالا است. شکل شماره 1 یک نمودار شماتیک از یک آشکارساز برای سیگنال های AM، FM، CW، SSB از نوع غیرفعال را نشان می دهد (هیچ ولتاژ تغذیه به آشکارساز ارائه نمی شود) - در برخی از ادبیات، آشکارسازهایی از این نوع نامیده می شوند، برخلاف آنچه من گفتم. گفت، در حالت تشخیص سیگنال های FM به دلیل تشخیص کنترل فرآیند توسط خود سیگنال فعال است، اما، به نظر من، به دلیل عدم وجود ولتاژ تغذیه در آبشار، همچنان باید آن را غیرفعال نامید (زیرا دیود حلقه متعادل می شود. میکسر را نیز باید فعال نامید - بر اساس قیاس، اما اینطور نیست). خود آشکارساز بر روی ترانزیستور اثر میدانی VT2 ساخته شده است. ولتاژ فرکانس متوسط ​​5 مگاهرتز به ورودی آشکارساز (C3) با دامنه حداکثر 0.5 ولت (نه بیشتر، در غیر این صورت اعوجاج غیرخطی اجتناب ناپذیر است!) عرضه می شود. تشخیص سیگنال های AM (سوئیچ SA1 در حالت های تشخیص سیگنال AM و FM خاموش است) در محل اتصال pn ترانزیستور (شبیه به آشکارساز دیود - مدار نیمه موج) رخ می دهد. ضریب انتقال چنین آشکارساز تقریباً به صورت خطی به ولتاژ عرضه شده بستگی دارد و زمانی که ولتاژ از 0 تا 0.3 ولت تغییر می کند از 0 تا 0.9 متغیر است. مدار L2، C7، نصب شده در مدار دروازه ترانزیستور، با فرکانس متوسط ​​5 مگاهرتز تنظیم شده است. در حالت تشخیص، مقاومت زیادی برای فرکانس صوتی نشان نمی دهد و برای فرکانس IF یک عنصر اضافی برای انتخاب سیگنال است. فیلتر L3، C8 سیگنال های IF را فیلتر می کند و در نتیجه سیگنال فرکانس صوتی در بار R6 ایزوله می شود. در حالت تشخیص سیگنال FM، پارامترهای سطح سیگنال عملیاتی یکسان است. در این حالت تشخیص، مدار L2، C7 نقش مهمی ایفا می کند. از آنجایی که این مدار تقریباً بارگذاری نمی شود (مقاومت مدار گیت ترانزیستور اثر میدان بسیار زیاد است)، ضریب کیفیت آن بسیار بالا است. از طریق ظرفیت خازن C4، نوسانات فرکانس متوسط ​​وارد آن می شود. نوسانات IF در این مدار نسبت به فرکانس ورودی IF (5 مگاهرتز) 90 درجه در فاز جابه‌جا می‌شوند، دلیل این شیفت عبور از خازن C4 است. ولتاژ مدار L2، C7 هدایت ترانزیستور را کنترل می کند. هنگامی که سیگنال ورودی مدوله فرکانس نباشد، ترانزیستور خاموش می شود و ولتاژی در خروجی وجود ندارد. با تغییر فرکانس سیگنال ورودی در یک جهت یا دیگری، تغییر فاز بین سیگنال ها برابر با 90 درجه نخواهد بود و یک ولتاژ در خروجی ظاهر می شود - یک سیگنال تعدیل کننده آزاد می شود. شیب پاسخ دامنه فرکانس آشکارساز FM به فاکتور کیفیت مدار L2, C7 بستگی دارد. با شنت مدار با مقاومت کاهش می یابد. در حالت تشخیص سیگنال های SSB و CW، آبشار ساخته شده روی ترانزیستور VT1 با ولتاژ تغذیه +12 ولت (از طریق SA1) تامین می شود. این مرحله یک نوسان ساز کوارتز مرجع با کوارتز متصل بین پایه و کلکتور ترانزیستور است. این ژنراتور برای کار با بارهای با مقاومت بالا طراحی شده است. از طریق خازن کوپلینگ C5، سیگنال لیزر با فرکانس 5 مگاهرتز به گیت ترانزیستور VT2 می رسد. هنگامی که با سیگنال IF مخلوط می شود، یک سیگنال فرکانس صوتی در خروجی آشکارساز منتشر می شود (با یک سیگنال CW، یک سیگنال ضربان). سیم پیچ L1 برای تنظیم فرکانس تولید لیزر دقیق تر استفاده می شود. من از این آشکارساز در یک گیرنده با فرکانس 29 مگاهرتز استفاده کردم و نتایج خوبی نشان داد. یک تقویت کننده ترانزیستور فرکانس پایین ساخته شده از پنج ترانزیستور KT201 و KT203 (مرحله خروجی یک مدار بدون ترانسفورماتور موازی سری است) مستقیماً به خروجی آشکارساز متصل شد. شکل شماره 2 آشکارساز سیگنال های AM، FM، SSB، CW مشابه آنچه در بالا توضیح داده شد، نشان می دهد، اما، با وجود شباهت خارجی، تفاوت های قابل توجهی نیز دارد (فعال). بنابراین، خود آشکارساز بر روی یک آبشار ترانزیستور ساخته شده است، که طبق یک مدار آبشاری ساخته شده است، که در آن هر دو ترانزیستور طبق یک مدار با یک دروازه مشترک متصل می شوند. ترانزیستور اول (VT2) به عنوان خود آشکارساز و ترانزیستور دوم (VT3) به عنوان یک پیش تقویت کننده فرکانس پایین استفاده می شود. عملکرد این آشکارساز مشابه آنچه در بالا توضیح داده شد است، اما دارای تقویت (ولتاژ Ku حداقل 50) نیز می باشد. این آشکارساز در یک گیرنده 29 مگاهرتز ساخته شده بر روی ریز مدار آزمایش شد. ULF های پیاده سازی شده بر روی ریز مدارهای K174UN14 (آنالوگ خارجی - TDA-2003) یا K174UN7 مستقیماً به خروجی آشکارساز متصل شدند. در همان زمان، ریز مدارها قدرت نامی کامل خود را توسعه دادند. یک تلفن با مقاومت بالا، به عنوان مثال، TON-2 یا TA-56 (مقاومت سیم پیچ 1.6 کیلو اهم)، می تواند مستقیماً به خروجی آشکارساز متصل شود، که برای راه اندازی راحت است. نتیجه در همه حالت های تشخیص خوب بود. کویل های L1 و L2 در هر دو طرح روی قاب هایی با قطر 5 میلی متر به صورت عمده ساخته می شوند. L1 با سیم PEL-0.31 پیچ می شود و دارای 41 چرخش است، L2 دارای 31 پیچ از همان سیم است. کویل ها دارای هسته های فریت تنظیم کننده هستند. L3 (در هر دو مدار) یک سلف استاندارد DM-0.4 با اندوکتانس 20 μH است. می توانید آن را خودتان با پیچاندن 130 دور سیم PEL-0.1 به دور مقاومت MLT-0.5 با مقاومت 1 میلی اهم بسازید. راه اندازی آشکارسازها در حالت FM شروع می شود. یک سیگنال با فرکانس GSS 5 مگاهرتز، دامنه 0.1 ... 0.5 ولت و فرکانس مدوله شده توسط سیگنال تن 1 کیلوهرتز به ورودی آشکارسازها عرضه می شود. تقویت کننده های فرکانس پایین به خروجی های آشکارساز متصل می شوند (تلفن های امپدانس بالا را می توان مستقیماً به نسخه دوم آشکارساز متصل کرد). با تنظیم هسته سیم پیچ L2، به دریافت سیگنال با کیفیت بالا در خروجی (توسط گوش) می رسیم. در نسخه دوم آشکارساز، شما همچنین باید مقاومت مقاومت R5 را با توجه به حداکثر سیگنال در خروجی ULF انتخاب کنید. تنظیم در حالت تشخیص SSB (CW) با تنظیم هسته سیم پیچ L1 انجام می شود تا زمانی که یک سیگنال با کیفیت بالا در خروجی ULF به دست آید (سوئیچ SA-1 بسته است) - فرکانس نوسانگر مرجع کمتر از شیب کمتر پاسخ فرکانسی فیلتر اصلی انتخاب گیرنده. به طور طبیعی، در این مورد، سیگنال ارائه شده به ورودی آشکارساز باید یک باند باشد (شما می توانید سیگنالی را از فرستنده گیرنده اعمال کنید و قدرت خروجی آن را به حداقل کاهش دهید). در حالت AM، نیازی به تنظیم آشکارساز نیست - یک سیگنال مدوله شده AM از GSS به ورودی ارائه می شود و کیفیت آن توسط گوش بررسی می شود. Rubtsov V.P. UN7BV. 07/05/2011 آستانه. قزاقستان

اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی 483592 3 L شرح اختراع به مؤسسه مؤلف A با نامزد دولتی برای اختراعات و اکتشافات در کمیته دولتی علوم و فناوری اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی اتحاد جماهیر شوروی برای علم و فناوری، هدف از اختراع مجدد رادیو (57) است. افزایش ایمنی نویز و کاهش سطح اعوجاج غیرخطی، برای دستیابی به هدف، یک آشکارساز 7 نمونه شدید، یک بلوک 8 ذخیره سازی نمونه، جمع کننده جبری 9، اینورتر 10، فیلتر اصلاحی 11، تقویت کننده محدود کننده 12، فیلتر پایین گذر اضافی 13 و منبع ولتاژ مرجع 14. این دمدولاتور عملکرد فیلتر پایین گذر 13 را در ناحیه کوچکی از پاسخ فرکانس با انحرافات فرکانس قابل توجه سیگنال ورودی تضمین می کند. این منجر به خطی بودن بالایی از دمدولاتور افتراقی و در نتیجه کاهش قابل توجهی در سطح اعوجاج غیرخطی می شود. افزایش ایمنی نویز به این دلیل است که وقتی تنظیم فرکانس اولیه ظاهر می شود و افزایش می یابد، بهره حلقه و باند نویز معادل آن افزایش نمی یابد، که معمولاً منجر به بدتر شدن ویژگی های فیلتر می شود. 1 ill., اختراع مربوط به مهندسی رادیو است و می تواند برای دریافت سیگنال های مدوله شده با فرکانس (FM) استفاده شود. اول فیلتر پایین گذر (LPF) 2، ضریب دوم 3، دوم LPF 4، ژنراتور قابل تنظیم 5، روتاتور Aaz 90 درجه 6 آشکارساز نمونه افراطی 7، واحد ذخیره سازی نمونه 8، جمع کننده جبری 9، یکپارچه ساز 10، فیلتر تصحیح کننده 11، تقویت کننده محدود کننده 12، فیلتر پایین گذر اضافی 13 و منبع ولتاژ مرجع 14، دمدولاتور سیگنال FM به شرح زیر عمل می کند. 25در ضریب 1 و 3 و فیلترهای پایین گذر 2 و 4، اجزای مربعات سیگنال ورودی در فرکانس اختلاف ایزوله می شوند: Dy = و جایی که s مقدار لحظه ای فرکانس سیگنال ورودی است. ω فرکانس نوسان ژنراتور قابل تنظیم 5 است. باندهای عبور 2 و 4 فیلتر پایین گذر اول، که دارای شیب های تند ویژگی های دامنه فرکانس هستند، 35 بر اساس عرض طیف سیگنال ورودی دمدولاتور انتخاب می شوند. و با در نظر گرفتن فرکانس ناپایدار آن و فرکانس نوسان ژنراتور قابل تنظیم 5. آشکارساز 7 نمونه های افراطی لحظات زمانی مربوط به سطح تقاطع ها را با یک مشتق مثبت سیگنال خروجی دومین فیلتر پایین گذر 4 شناسایی می کند. ، و پالس های کوتاه مدتی را تولید می کند که از نظر موقعیت زمانی با تعداد شدید سیگنال خروجی فیلتر پایین گذر اضافی 13 مطابقت دارد. تقویت کننده محدود کننده 12 دامنه سیگنال خروجی اولین فیلتر پایین گذر 2 را تثبیت می کند. در نتیجه، دامنه سیگنال در خروجی فیلتر پایین گذر اضافی 13 تنها با نسبت da تعیین می شود. و فرکانس قطع آن که به طور قابل توجهی کمتر از فرکانس های قطع فیلترهای پایین گذر 2 و 4 دوم انتخاب شده است. در بلوک ذخیره سازی نمونه 8، تشخیص همزمان دامنه سیگنال خروجی فیلتر پایین گذر اضافی 13 انجام می شود. ولتاژ در خروجی منبع ولتاژ مرجع 14 برابر با مقدار کامل محدود کننده است. محدود کننده 12، در نتیجه قطبیت و سطح ولتاژ در خروجی جمع کننده جبری 9 با جهت و درجه انحراف مقدار am از مقدار am) مطابقت دارد) که بر روی شیب مشخصه دامنه فرکانس انتخاب شده است. فیلتر پایین گذر اضافی 13. با توجه به حلقه کنترل خودکار تشکیل شده از طریق یکپارچه ساز 10، فرکانس ژنراتور قابل تنظیم 5 تغییر فرکانس سیگنال ورودی را با تغییر Lm، یعنی m، = m، نظارت می کند. ++ ac، ولتاژ در خروجی یکپارچه ساز 10 از طریق فیلتر اصلاحی 11 به خروجی دمدولاتور عرضه می شود، دمدولاتور پیشنهادی عملکرد در بخش کوچکی از مشخصه فرکانس دامنه فیلتر پایین گذر اضافی 13 را تضمین می کند. با انحرافات قابل توجه در فرکانس سیگنال ورودی که باعث خطی بودن مشخصه تمایزکننده دمدولاتور و در نتیجه کاهش قابل توجهی در سطح اعوجاج های غیرخطی می شود. خواص استاتیکی دمدولاتور با استفاده از یکپارچه ساز به عنوان بلوک 10 تضمین می شود و نه فیلتر پایین گذر (تفاوت ظاهر می شود، به عنوان مثال، زمانی که سیگنال محو می شود یا در کوتاه مدت ناپدید می شود). شیب زیاد ویژگی‌های دامنه فرکانس فیلترهای پایین‌گذر اول و دوم 2 و 4 تضمین می‌کند که دمدولاتور پیشنهادی هنگام ظاهر شدن تداخل از کانال‌های دریافت مجاور در ورودی، ایمنی نویز بالایی را حفظ می‌کند. افزایش ایمنی نویز در مقایسه با شناخته‌شده دمدولاتور به این دلیل است که دمدولاتور پیشنهادی، زمانی که تنظیم فرکانس اولیه بهره حلقه و باند نویز معادل آن را افزایش نمی دهد، که معمولاً منجر به بدتر شدن ویژگی های فیلتر می شود، فرمول اختراع: دمدولاتور سیگنال های FM حاوی اولین ضریب و اولین فیلتر پایین گذر متصل به صورت سری، به صورت سری با 1483592. اکتشافات در GENT اتحاد جماهیر شوروی 113035، مسکو، ژ، خاکریز Raushskaya. 4/5 کارخانه تولید و انتشار "اختراع اختراع"، Uzhgorod، خیابان. گاگارین، ضریب دوم ترکیبی 70 و فیلتر پایین گذر دوم، ژنراتور قابل تنظیم سری متصل و شیفتر فاز 90، در حالی که ورودی های اول ضریب اول و دوم، ورودی دمدولاتور سیگنال های FM، خروجی شیفتر فاز هستند. توسط 90 به ورودی دوم ضریب اول متصل می شود و خروجی ژنراتور قابل تنظیم c ورودی دوم ضریب دوم است که مشخصه آن این است که به منظور افزایش ایمنی نویز و کاهش سطح اعوجاج های غیر خطی، یک سری - آشکارساز متصل نمونه‌های افراطی، یک واحد ذخیره‌سازی نمونه‌برداری، یک جمع‌کننده جبری، یک انتگرال‌گر و یک فیلتر تصحیح، یک تقویت‌کننده-محدود کننده سری متصل و یک فیلتر پایین‌گذر اضافی و همچنین یک منبع ولتاژ مرجع معرفی شده‌اند. ورودی تقویت کننده محدود کننده به خروجی اولین فیلتر پایین گذر، ورودی آشکارساز نمونه های افراطی به خروجی فیلتر پایین گذر دوم متصل است، خروجی فیلتر پایین گذر اضافی متصل به ورودی اطلاعات واحد ذخیره سازی نمونه، خروجی ولتاژ منبع مرجع به ورودی تفریقی جمع کننده جبری و خروجی انتگرالگر به ورودی کنترل ژنراتور قابل تنظیم متصل می شود، در حالی که خروجی فیلتر تصحیح خروجی دمدولاتور 20 سیگنال FM است

کاربرد

4265266, 18.06.1987

موسسه هوانوردی مسکو به نام سرگو اوردژونیکیدزه

مارتیروسوف ولادیمیر ارواندوویچ

IPC / برچسب ها

کد پیوند

دمدولاتور FM

اختراعات مشابه

15. در طول یک دوره از فرکانس تعدیل، تعداد پالس های یک بسته شمارش می شود و بر این اساس، شمارنده پالس 9 به طور مکرر نظرسنجی می شود که با انتخاب یک فرکانس اختلاف به دست می آید. بنابراین، با تغییر فرکانس سیگنال FM، دامنه سیگنال در خروجی دستگاه دمدولاتور FM باینری تغییر می کند.نتیجه شمارنده تقسیم فرکانس به ورودی های دوم مدارهای کسر تطبیق اول و دوم متصل می شود. تک خروجی ماشه بسته از طریق مولد دوم یک پالس دیجیتالی به ورودی تنظیم صفر شمارنده متصل می شود. 5 پالس و خروجی صفر انفجار تریگر به ورودی رجیستر انباشته و ورودی دوم مدارهای تصادفی سوم و چهارم متصل می شود که خروجی های آن به واحد پمپاژ می شود و ...

در شکل 16، یک سیگنال تک سطح ظاهر می شود، که منجر به جدا شدن یک مبدل از گروه مبدل های عامل با حذف تکانه ها از ورودی یکسو کننده 1، انتقال آن به حالت آمادگی برای روشن شدن عملیات، در حالی که خازن فیلتر 2 می شود. از بلوک مشخص شده شارژ باقی می ماند. در همین زمان25 مبدل دیگری که قبلاً در حالت آماده باش برای روشن شدن بود با باز کردن کلیدهای برق 5 و 6 در اینجا خاموش می شود. 40، در 0 - مقادیری که محدوده diaZO را گسترش می دهد، که با ثبات ساختار مدار قدرت مبدل های استاتیک مشخص می شود. آنها توسط ولتاژ بایاس C عرضه شده به ورودی جلو تنظیم می شوند - ورودی مستقیم مقایسه کننده اول 15 ولت است - و ورودی معکوس دومی ...

در فرآیند اندازه گیری: در طول زمان سوئیچینگ، که همیشه یک مقدار محدود است، اندازه گیری عملا غیرممکن است، زیرا عدم قطعیت در حالت عملکرد واحد تقسیم ظاهر می شود. هدف از اختراع بهبود دقت اندازه گیری فرکانس است. هدف با این واقعیت حاصل می شود که در دستگاهی برای اندازه گیری فرکانس دامنه یک سیگنال هارمونیک، شامل سه اتصال سریال به ورودی بلوک تمایز دستگاه و یک بلوک تقسیم اول متصل به سری و یک بلوک استخراج ریشه مربع، یک بلوک ضرب اول و یک بلوک ضرب اول به صورت سری معرفی می شوند. بلوک تفریق، بلوک تقسیم دوم و دوم. یک بلوک استخراج کننده ریشه مربع که خروجی آن خروجی دامنه اندازه گیری شده است، ...

تشخیص سیگنال های FM را می توان با استفاده از مدارهای آشکارساز AM که در بالا توضیح داده شد، پس از تبدیل تغییر فرکانس به تغییر در دامنه انجام داد.

برای این تبدیل، می توان از هر مداری با پاسخ فرکانس متغیر خطی استفاده کرد، به عنوان مثال، یک مدار \(LC\) نسبت به فرکانس سیگنال FM جدا شده است به طوری که وسط شیب چپ یا راست پاسخ فرکانسی آن منطبق باشد. با فرکانس حامل سیگنال. یک نمودار ساده و نمودارهای عملکرد یک آشکارساز FM با چنین مداری در شکل نشان داده شده است. 3.6-8.

برنج. 3.6-8. نمودار ساده شده آشکارساز FM با یک مدار واحد (الف) و نمودارهای عملکرد آن (ب)

برای بهبود ویژگی های آشکارساز، به جای یک مدار، می توان از یک جفت مدار متعادل \(LC\) استفاده کرد (شکل 3.6-9). آشکارساز شامل دو مدار رزونانس، دو دیود و دو فیلتر پایین گذر است که بر روی زنجیره های \(RC\) ساخته شده اند. مدارهای تشدید نسبت به فرکانس حامل سیگنال FM تا حدودی جدا می شوند.

برنج. 3.6-9. نمودار ساده شده آشکارساز FM با دو مدار (الف) و نمودارهایی که عملکرد آن را توضیح می دهد (ب)

ساده ترین راه حل های توصیف شده برای آشکارسازهای FM کاربرد نسبتاً محدودی دارند. به اصطلاح آشکارساز-تشخیص دهندهو آشکارساز کسری (آشکارساز رابطهدر آنها مدارهای اتصال مدارهای ورودی و دیودهای تشخیص تا حدودی پیچیده تر هستند، اما ویژگی های بهتری را ارائه می دهند.

نمونه ای از مدار تشخیص دهنده فرکانس (که گاهی اوقات نامیده می شود آشکارساز دیفرانسیل) در شکل نشان داده شده است. 3.6-10.

برنج. 3.6-10. مدارهای آشکارساز - تشخیص دهنده (الف) و نمودارهای برداری که اصل عملکرد آن را توضیح می دهند (ب)

در این مدار دو مدار جفت القایی رزونانس \(L1C1\) و \(L2C2\) وجود دارد که دقیقاً با فرکانس سیگنال IF تنظیم می شوند. ولتاژهای گرفته شده از شاخه های مخالف مدار \(L2C2\) روی دیودهای \(VD1\), \(VD2\) یکسو می شوند و سپس به شکل مقاومت های \(R1\), \(R2 به بار عرضه می شوند. \) (خازن \( C6\)، \(C7\) بار را از طریق فرکانس رادیویی شنت می دهند و از نفوذ جزء فرکانس رادیویی به مراحل بعدی جلوگیری می کنند. زمانی که فرکانس سیگنال ورودی \(U_(in)\) با فرکانس تشدید مدار \(L2C2\) منطبق باشد، سیگنال \(U_2\) گرفته شده از این مدار 90 درجه جلوتر از سیگنال ورودی است (توجه داشته باشید که ولتاژ وارد شده به نقطه وسط \ (L2\) برابر است با \(U_(in)\)). از آنجایی که ولتاژهای یکسو شده \(U_(R1)\)، \(U_(R2)\) که بر روی مقاومت‌های \(R1\)، \(R2\) اثر می‌کنند، متناسب با ولتاژهای \(U_3\)، \( U_4\) (شکل 3.6-10b)، سپس ولتاژ حاصل در خروجی آشکارساز، برابر با اختلاف \(U_(R1)\) – \(U_(R2)\)، در فرکانس تشدید صفر خواهد بود ( \(U_(خارج) = U_(R1) – U_(R2) = 0\)). هنگامی که فرکانس سیگنال تغییر می کند، یک تغییر فاز بین سیگنال ورودی و سیگنال ایزوله شده در مدار \(L2C2\) مشاهده می شود که با 90 درجه متفاوت است. به همین دلیل، ولتاژهای اصلاح شده \(U_(R1)\) و \(U_(R2)\) متفاوت خواهند بود و سیگنالی از علامت و دامنه مربوطه در خروجی آشکارساز ظاهر می شود.

ویژگی های اصلی آشکارساز-تشخیص دهنده عبارتند از:

• خطی بودن مشخصه انتقال بالا، با این حال، حساسیت به تداخل دامنه بسیار زیاد است، بنابراین لازم است از یک محدود کننده دامنه در ورودی آشکارساز استفاده شود.
• هر دو مدار آشکارساز به فرکانس حامل سیگنال ورودی تنظیم می شوند.
• هنگامی که فرکانس سیگنال ورودی برابر با فرکانس تنظیم مدارهای تشدید است، ولتاژ در خروجی آشکارساز صفر است.

درجه اعوجاج غیرخطی و شیب مشخصه آشکارساز توسط ضریب جفت بین مدارها تعیین می شود. در یک حداکثر انحراف فرکانس مشخص سیگنال FM، پاسخ آشکارساز باید خطی باشد. می توانید با شنت کردن یک یا هر دو مدار با مقاومت هایی با مقاومت کم، باند عبور را گسترش دهید (شیب کاهش می یابد). کاهش ضریب کیفیت مدارها

در فرکانس های پایین (465 کیلوهرتز و کمتر)، می توان از یک آشکارساز-تشخیص دهنده ساده استفاده کرد که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 3.6-11.

برنج. 3.6-11. تشخیص دهنده ساده برای فرکانس های پایین (465 کیلوهرتز و کمتر)

این آشکارساز به شرح زیر عمل می کند. سیگنال IF توسط دیودهای \(VD1\)، \(VD2\) محدود می شود و به یک مدار نوسانی سری \(L1C3\) تغذیه می شود که دقیقاً روی فرکانس متوسط ​​تنظیم شده است. ولتاژهای گرفته شده از خازن و سیم پیچ مدار توسط دیودهای \(VD3\)، \(VD4\) یکسو می شوند و در پادفاز در خروجی اضافه می شوند. در تشدید، این ولتاژها برابر هستند و ولتاژ خروجی آشکارساز صفر است. هنگامی که فرکانس سیگنال تغییر می کند، نسبت ولتاژ تغییر می کند. این منجر به ظاهر شدن ولتاژ خروجی علامت مربوطه می شود.

در گیرنده های ارتباطی با کیفیت بالا با فرکانس متوسط ​​بالا (بیش از 5 ... 9 مگاهرتز)، اغلب از جداکننده های کوارتز استفاده می شود. به جای مدارهای سنتی \(LC\)، آنها از تشدید کننده های کوارتز برای فرکانس های مربوطه استفاده می کنند. این امکان دستیابی به پایداری و تقارن بالا در پاسخ دامنه فرکانس آشکارساز را فراهم می کند. نمونه هایی از این آشکارسازها در شکل نشان داده شده است. 3.6-12 و 3.6-13.

برنج. 3.6-12. آشکارساز FM با تشخیص کوارتز

برنج. 3.6-13. آشکارساز FM با تشخیصگر روی دو کوارتز

در مدار آشکارساز در شکل. 3.6-12 از یک تشدید کننده کوارتز \(BQ1\) استفاده می کند که از طریق آن سیگنال IF به یکی از دیودهای آشکارساز ارسال می شود. سیگنال IF از طریق یک خازن \(C1\) با ظرفیتی برابر با ظرفیت موازی کوارتز به دیود دیگری عرضه می شود. ولتاژهای شناسایی شده با قطبیت مخالف در خروجی تشخیصگر اضافه می شوند. در فرکانس‌های نزدیک به فرکانس رزونانس سری، مقاومت کوارتز کم است و ولتاژ فرکانس بالا در دیود \(VD2\) بیشتر از \(VD3\) است. در این حالت، یک ولتاژ تشخیص قطب مثبت در خروجی ظاهر می شود. در فرکانس های نزدیک به فرکانس تشدید موازی، مقاومت کوارتز بالا و ولتاژ خروجی منفی است. عرض مشخصه تشخیص آشکارساز تقریباً با فاصله بین فرکانس های رزونانس کوارتز سریال و موازی مطابقت دارد. اگر به جای خازن \(C1\) کوارتز دیگری با فرکانس تشدید سری برابر با فرکانس رزونانس موازی کوارتز \(BQ1\) قرار دهید، تقریباً دو برابر می شود. راه حل مشابهی در مدار در شکل 1 پیاده سازی شده است. 3.6-13.

نمونه مدار آشکارساز کسریبا زمین متقارن بار (مقاومت های \(R5\) و \(R6\)) نسبت به دیودهای \(VD1\) ، \(VD2\) در شکل نشان داده شده است. 3.6-14. این آشکارساز نیز اغلب نامیده می شود آشکارساز نسبت متقارن.

برنج. 3.6-14. مدار آشکارساز FM کسری (ردیاب نسبت)

فاکتورهای کیفیت معادل مدارهای \(Q_e\) در محدوده 50...75 (در فرکانس های بالای 6 مگاهرتز) انتخاب می شوند. در عین حال، برای سرکوب مناسب مدولاسیون دامنه و دستیابی به اعوجاج غیرخطی کم، لازم است که ضریب کیفیت طراحی \(Q_к\) دو تا سه برابر بیشتر از \(Q_е\) باشد. اندوکتانس سیم پیچ \(L2\) در محدوده \((0.25...0.5) \cdot L1\) انتخاب می شود و ضریب کیفیت 40...60 است. ضرایب جفت بین سیم پیچ ها: \(k_(st 12) \تقریبا 40/Q_e\)، \(k_(st 13) \تقریبا 0.5/Q_e\).

در شکل 3.6-15...3.6-18 چندین پیاده سازی خاص از آشکارسازهای دیودی FM (آشکارسازهای نسبت) مورد استفاده در گیرنده های خانگی و ارتباطات را ارائه می دهد.

برنج. 3.6-15. آشکارساز نسبت برای FM باند باریک

برنج. 3.6-16. یک آشکارساز رابطه ساده برای یک گیرنده خانگی

آشکارساز فرکانس یکی از اجزای مهم هر گیرنده VHF FM است، زیرا کیفیت سیگنال صوتی در خروجی گیرنده به کیفیت آن بستگی دارد. گوش انسان سیگنال های مدوله شده HF را درک نمی کند، اما فقط سیگنال های مدوله شده با دامنه LF را درک می کند. برای تبدیل مدولاسیون چت به مدولاسیون دامنه، یک آشکارساز FM مورد نیاز است. سیگنال مدوله شده فرکانس به شکل زیر است:
از آنجایی که آشکارسازهای فراکشنال و متمایز کننده های گسترده مبتنی بر ترانسفورماتورهای HF تنظیم نسبتاً دشواری دارند و ساخت آنها بسیار دشوار است (مخصوصاً در غیاب تجربه)، من سعی کردم چندین نسخه از آشکارسازهای FM را بدون سیم پیچ، ترانسفورماتور و مدار بسازم.

نمودار به طور کلی یک تقویت کننده پنتود کلاسیک را نشان می دهد، بیایید نگاهی دقیق تر به عملکرد آشکارساز FM فوق بیندازیم: سیگنال IF تقویت شده از طریق خازن C3 به شبکه کنترل لامپ تغذیه می شود، اما در مسیر آن (سیگنال) یک زنجیره Z1R2 وجود دارد، هدف آن تنظیم بایاس DC در شبکه و در عین حال کاهش ضریب کیفیت است. تشدید کننده کوارتز(با تفکیک کننده پیزوسرامیک اشتباه نشود). از آنجایی که تشدید کننده کوارتز در ابتدا برای فرکانس خاصی ساخته می شود، باند تنظیم آن کاملاً باریک است و چندین برابر کوچکتر از باند مدولاسیون است. برای گسترش باند، تشدید کننده با یک مقاومت دور می زند. اگر این کار انجام نشود، تشدید کننده در برخی از بخش های سیگنال FM در باند مدولاسیون قرار می گیرد، اما در برخی دیگر این کار را انجام نمی دهد، در نتیجه سیگنال AM در خروجی آشکارساز به شدت تحریف می شود. با کاهش ضریب کیفیت، باند تنظیم تشدید کننده افزایش می یابد، اما همچنان به دلیل رزونانس مکانیکی، حداقل مقاومت دینامیکی صفحه کوارتز و حداکثر دامنه نوسانات در باند فرکانسی خواهد بود که تشدید کننده به صورت مکانیکی تنظیم می شود. از آنجایی که مدولاسیون فرکانس فرکانس سیگنال را بیشتر یا کمتر از رزونانس مکانیکی تغییر می دهد، مقاومت دینامیکی صفحه متناسب با فرکانس سیگنال تغییر می کند و در نتیجه FM را به AM تبدیل می کند. این مدار با لامپ های 6zh1p، 6f1p، 6zh9p به خوبی کار می کند.

اما این مدار "در سخت افزار" مونتاژ می شود:

این مدار بر اساس اصل "رزوناتور تحت تحریک" است. این نیز یک مدار تقویت کننده پنتود است، اما در اینجا تشدید کننده کوارتز در فیدبک است که توسط مقاومت R4 تنظیم می شود. کل ایده این است که بهره را به حالتی برسانیم که آشکارساز FM در آستانه لیزر قرار گیرد. واقعیت این است که تشدید کننده کوارتز دارای رزونانس موازی و سری است. در اینجا از سری یک استفاده می شود.بسته به انحراف فرکانس از نقطه تشدید، ظرفیت ظرفیت توان رزونانس (به دلیل مقاومت دینامیکی) نیز متناسب با سیگنال FM تغییر می کند و در نتیجه جریان متناوب از FM به AM تبدیل می شود. در این مدار، تشدید کننده را می توان با خازن جایگزین کرد و سیگنال FM را می توان در شیب پاسخ فرکانسی (کمی دورتر از مرکز سیگنال IF) دریافت کرد، اما کیفیت سیگنال و دامنه آن خواهد بود. بسیار پایین تر هنگامی که بازخورد روی لبه نوسان آشکارساز تنظیم می شود، لامپ نوسانات دامنه جریان متناوب تولید شده توسط تشدید کننده را به حداکثر می رساند. اگر آشکارساز را به نوسان بیاورید، پس زمینه قوی در خروجی شنیده می شود (نوسانات شناسایی شده ژنراتور) و هنگام تنظیم در ایستگاه رادیویی، صدای جیر جیر شنیده می شود، زیرا کوارتز با فرکانس خاص خود کار می کند و همزمان با حامل ایستگاه رادیویی (سیگنال IF)، نوسانات تفاوت شنیده می شود.

و این هم این چیدمان:

مدار با لامپ های 6zh2p، 6k13p به خوبی کار می کند.

و این هم نمودار سوم:

در پایان ، می خواهم بگویم که هر سه مدار با "مسئولیت های" خود کنار می آیند ، اما آشکارساز FM مطابق مدار اول دارای سطح سیگنال خروجی بالاتری است ، زیرا مدار با پنتودهایی که دارای ویژگی کوتاه هستند به خوبی کار می کند (اینطور نیست ممکن است به آرامی بهره را تغییر دهید)، و همچنین باید مقاومت R2 را برای تشدید کننده خاص مورد استفاده انتخاب کنید. طرح دوم ما را با رویکرد ملایم تر به نقطه تولید و "تسخیر" نقطه تشخیص خوشحال کرد. مدار سوم چیزی بین مدار اول و دوم است، زیرا بهره بیشتری نسبت به مدار دوم و انعطاف پذیری پیکربندی بیشتر نسبت به مدار اول دارد.

آزمایشات مبارک!!!
آرتم (UA3IRG)

قبلا سیگنال های با مدولاسیون فاز و فرکانس PM و FM را بررسی کردیم، در این مقاله به بررسی مسائل جداسازی جزء اطلاعات از سیگنال رادیویی باند گذر در حین مدولاسیون زاویه ای می پردازیم. فرض بر این است که خواننده با اصل عملکرد یک نوسان ساز محلی مربعی آشنا است.

اجازه دهید یک سیگنال باند گذر ورودی با مدولاسیون فاز وجود داشته باشد:

(1)

دامنه سیگنال ورودی کجاست، فرکانس حامل سیگنال، انحراف فاز سیگنال PM (شاخص مدولاسیون فاز)، و سیگنال تعدیل کننده ای است که باید از آن استخراج شود. فرض بر این است که سیگنال تعدیل کننده از واحد بزرگی تجاوز نمی کند.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، با استفاده از یک نوسان ساز محلی مربع، پوشش فاز سیگنال را انتخاب می کنیم.

شکل 1: استخراج پوشش پیچیده با استفاده از نوسانگر محلی مربعات

پس از ضرب سیگنال اصلی در مولفه های مربعی به دست می آوریم:

از عبارت (3) می توانیم بیان کنیم:

(4)

بنابراین، ما توانستیم سیگنال PM را دمودوله کنیم و سیگنال تعدیل کننده اصلی را جدا کنیم. در این مورد توجه به نکات زیر ضروری است. اولاً، عبارات فوق حاکی از دریافت منسجم سیگنال PM است، یعنی. عدم وجود فرکانس و عدم تطابق فاز بین فرکانس حامل و فرکانس نوسان ساز محلی مربعات، و ثانیاً، فرض می شود که تانژانت قطبی در رادیان ها محاسبه می شود (تابع قطبی 2). اگر شرایط دریافت منسجم تضمین نشود، عدم تطابق فرکانس و تغییر فاز تصادفی سیگنال PM دریافتی نسبت به فاز اولیه اسیلاتور محلی وجود دارد. بنابراین، (2) را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد:

(7)

بنابراین، دریافت نامنسجم منجر به اضافه شدن یک جزء خطی متناسب با تنظیم فرکانس به اضافه یک فاز اولیه تصادفی به سیگنال دمودوله شده می‌شود. در این مورد، اثر دوم شروع به ظاهر شدن می کند، که تناوب تناوب است. اگر عبارت خطی بیش از مدول باشد، آنگاه به دلیل تناوب قوس، خروجی همانگونه که در شکل 2 نشان داده شده است یک "اره" خواهد بود.

شکل 2: اثر تناوب قطبی

بنابراین، پردازش منسجم برای دریافت سیگنال PM مورد نیاز است، در غیر این صورت سیگنال دمودوله شده ممکن است مخدوش شود. در عمل، مدولاسیون PM آنالوگ به دلیل این معایب زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرد. با این حال، مدولاسیون فاز دیجیتال، زمانی که سیگنال تعدیل کننده دیجیتال است، کاربرد بسیار زیادی پیدا کرده است. با مدولاسیون فاز دیجیتال، سیگنال مدوله از پالس های مستطیلی تشکیل شده و فاز به طور ناگهانی تغییر می کند و کلید تغییر فاز PSK به دست می آید، اما این موضوع در قسمت های بعدی با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت. به مدولاسیون فرکانس باز خواهیم گشت. با مدولاسیون فرکانس FM، سیگنال تعدیل کننده اصلی یکپارچه شده است:

پس از تمایز پوشش فاز، فرکانس لحظه ای را به دست می آوریم:

(10)

لطفاً توجه داشته باشید که پس از گرفتن مشتق، عدم تطابق فرکانس فقط بر مؤلفه DC سیگنال دمودوله شده تأثیر می‌گذارد که معمولاً اطلاعاتی را حمل نمی‌کند و می‌توان با استفاده از فیلتر بالا گذر آن را حذف کرد. با این حال، قبل از تمایز، یک آرکتانژانت با "تناوبی نامطلوب" باقی ماند. بیایید با محاسبه مشتق تانژانت در عبارت (10) به عنوان مشتق تابع مختلط از شر آن خلاص شویم:

سیگنال مدولاسیون اصلی نرمال شده در شکل 4 نشان داده شده است. سیگنال تعدیل کننده اصلی فرکانس و مدولاسیون فاز سیگنال را در فرکانس حامل 25 کیلوهرتز با انحراف فرکانس برای مدولاسیون FM برابر با 2 کیلوهرتز و انحراف فاز PM برابر با 7 انجام می دهد.

شکل 4: اسیلوگرام سیگنال تعدیل کننده نرمال شده اصلی	شکل 5: خروجی دمدولاتور فاز بدون افشای تناوب قطبی
شکل 6: خروجی دمدولاتورهای PM و FM با نرمال سازی و انبساط قطبی با تنظیم دقیق فرکانس نوسان ساز محلی	شکل 7: خروجی دمدولاتورهای PM و FM با نرمالیزاسیون و باز شدن قوس با تنظیم فرکانس نوسان ساز محلی

شکل 5 خروجی آشکارساز فاز را هنگام دموولاسیون سیگنال PM نشان می دهد. مشاهده می شود که در خروجی آرکتانژانت، اضافه بارهای فاز آشکار ناشی از تناوب فاز وجود دارد. افشای تناوب متقاطع، با نرمال سازی مربوطه دمدولاتورهای PM و FM هنگام تنظیم دقیق فرکانس نوسان ساز محلی به فرکانس حامل سیگنال FM و PM در شکل 6 نشان داده شده است. به وضوح مشاهده می شود که هنگام تنظیم دقیق فرکانس نوسان ساز محلی، سیگنال در خروجی دمودولاتور FM به طور کامل سیگنال تعدیل کننده اصلی را تکرار می کند و خروجی دمودولاتور PM توسط یک جزء DC متناسب با فاز اولیه تصادفی جابجا می شود. سیگنال در خروجی دمدولاتورهای PM و FM با تنظیم فرکانس نوسان ساز محلی به ترتیب 100 (در مورد سیگنال PM) و 500 هرتز (برای سیگنال FM)، در شکل 7 نشان داده شده است. که تنظیم فرکانس یک سیگنال FM فقط مولفه DC را در خروجی دمودولاتور FM جابجا می کند، در حالی که در خروجی دمدولاتور PM یک جمله خطی با ضریب تناسب بسته به تنظیم فرکانس نوسان ساز محلی اضافه می شود.

حال اجازه دهید موضوع افشای تناوب آرکتانژانت را در نظر بگیریم. برای این کار از الگوریتم های unwrap استفاده می شود که چندین گزینه وجود دارد. اولین گزینه تشخیص جهش های فاز در خروجی تانژانت نزدیک به رادیان است. اصل عملکرد این الگوریتم در شکل 8 نشان داده شده است.

به دلیل نویز و نمونه گیری سیگنال. در این حالت احتمال عدم پرش فاز و تولید سیگنال نادرست وجود دارد.

گزینه دوم برای آشکار کردن تناوب قوس به شرح زیر است. سیگنال PM با استفاده از یک دمدولاتور FM مطابق با (11) با استفاده از ساختار نشان داده شده در شکل 3 دمودوله می شود. در نتیجه، فرکانس لحظه ای برابر با مشتق فاز بدست می آید. پس از این، فاز یکپارچه شده و بدون استفاده از قوس الکتریکی بازیابی می شود (شکل 9 را ببینید).

شکل 9: افشای تناوب قطبی با استفاده از دمدولاتور FM

این روش در مورد مدولاسیون دیجیتال قابل قبول نیست، زیرا دمدولاتور فرکانس اطلاعات مربوط به فاز اولیه را ذخیره نمی کند، علاوه بر این، در نتیجه یکپارچه سازی، یک ثابت یکپارچه سازی تصادفی به سیگنال خروجی اضافه می شود.

یکی دیگر از، شاید بهترین راه برای آشکار کردن تناوب قوس، که در سیستم های دیجیتال با کلیدهای تغییر فاز کاربرد گسترده ای یافته است، جلوگیری از افزایش بیشتر فاز (یعنی جلوگیری از تناوب تناوب) با استفاده از فاز است. مدارهای ردیابی حلقه قفل شده، به تفصیل در مورد بحث قرار گرفته است.

بنابراین، مسائل مربوط به ساخت دمدولاتورهای PM و FM را در نظر گرفتیم. آنها نشان دادند که برای یک سیگنال PM، تنظیم فرکانس نوسان ساز محلی منجر به یک ترم خطی در خروجی دمدولاتور PM می شود، و در مورد سیگنال FM، با تنظیم فرکانس، تنها جزء ثابت در خروجی دمودولاتور تغییر می کند الگوریتم‌های باز کردن برای آشکار کردن تناوب قوس ارائه شده‌اند.