Частотный детектор реализован по схеме на расстроенных контурах. Были использованы широко распространенные диоды типа 1N4148, подходящие по частотным и шумовым свойствам. Схема была рассчитана согласно методике, описанной в [6]. Сам расчет приведен ниже.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| mnogo bolee |
|
|
| mnogo menee |
|
|
|
|
Схема детектора приведена на рисунке 16, сигнал на его выходе представлен на рисунке и спектр выходных колебаний на рисунке 17 (при этом подключался источник ЧМ колебаний с частотой несущей, равной ПЧ, и модулирующей 9 кГц).
Рисунок 16 – Схема частотного детектора
Рисунок 17 – Сигнал на выходе детектора и его спектр
Моделирование тракта приемного устройства
При моделировании тракта приемника все части были соединены согласно структурной схеме. При этом для развязки смесителя и УПЧ был использован эммитерный повторитель. Также для устранения паразитной АМ перед детектором был установлен амплитудный диодный ограничитель. Схема тракта приема приведена на рисунке 1 Приложения. Рассмотрим сигнал и его спектр на входе тракта, представленный на рисунке 18. Как видно, спектр входного сигнала занимает полосу частот ΔF=150 кГц, несущая частота информационного сигнала 24 МГц.
Рисунок 18 – Сигнал на входе смесителя и его спектр
Спектр сигнала на выходе смесителя сместился на частоту ПЧ, равную 3,6 МГц (рисунок 19, 20). Видно, что ширина спектра осталась прежней, но возрос уровень несущей из-за возникновения паразитной АМ. Коэффициент усиления смесителя упал, и составил (при пропускании тестового сигнала в схеме) 6 раз.
Рисунок 19 – Сигнал на выходе смесителя и его спектр
Рисунок 19 – Спектра сигнала на выходе смесителя (увеличено)
Далее рассмотрим сигнал с выхода УПЧ (рисунок 20). Общий коэффициент усиления УПЧ по напряжению составил примерно 400 раз. Спектр (рисунок 21) содержит гармоники частоты ПЧ, а это значит, что выходной (модулирующий) сигнал будет иметь искажения. Коэффициент нелинейных искажений для сигнала с выхода УПЧ составил примерно 7 %, что можно считать приемлемым значением. Видно также, что сигнал содержит паразитную АМ, которая устраняется амплитудным ограничителем. Сигнал с выхода амплитудного ограничителя показан на рисунке 23.
Рисунок 20 –Сигнал на выходе УПЧ
Рисунок 19 – Спектра сигнала на выходе УПЧ
Рисунок 22 – Спектра сигнала на выходе УПЧ (увеличено)
Рисунок 23 – Сигнал на выходе амплитудного диодного ограничителя
Как видно, сигнал ограничен по амплитуде до 0.7 В, т.е. до напряжения открывания диодов. Паразитная АМ таким образом практически отсутствует. Далее рассмотрим сигнал на выходе детектора (рисунок 24). На выходе детектора имеем синусоидальный сигнал с частотой модуляции 9 кГц, с незначительными искажениями, также сигнал имеет некоторую постоянную составляющую.
Рисунок 24 – Сигнал на выходе детектора
Рисунок 25 – Спектр сигнала на выходе детектора
Вывод
Спроектированный тракт приемника ЧМ колебаний удовлетворяет требованиям технического задания. На выходе получен сигнал модулирующей частоты 9 кГц, с КНИ не превышающем 7 %, что можно считать приемлемым результатом.