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 uоп(t) с фазой ? = 0 и ФМ сигнал uфм(t). Напряжение диода определяется суммой этих напряжений:

uд(t) =uоп(t)+uфм(t) (33)

Формирование напряжения на диоде поясняется векторной диаграммой (рисунок 53). Допустим, в некоторый момент времени ФМ сигнал имеет значение фазы ?фм1соответствующее наклону вектора uфм1, тогда напряжение на диоде будет соответствовать вектору uд1. В следующий момент времени фаза ФМ сигнала изменится, и будет соответствовать углу наклона ?фм2 вектора uфм2 (при этом длина вектора соответствует длине вектора uд1, т. к. амплитуда ФМ сигнала не изменяется).Напряжение на диоде в этот момент времени соответствует вектору uд2. Как видно из диаграммы, вектора uд1 и uд2 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 uоп(t) подводится между средней точкой вторичной обмотки трансформатора (Т) и точками соединения резисторов R1 R2 и конденсаторов С1 С2. Напряжение ФМ сигнала uфм(t) подается через первичную обмотку трансформатора. Пусть в некоторый момент времени на вход детектора поступает сигнал uфм(t) с фазой ?(t) и полярностью напряжений соответствующей указанной на рисунке. В этом случае напряжение на диодах будет определяться: uд1=uоп+ 0,5uфм; uд2=uоп—0,5uфмПри 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 uфм и эти напряжения противоположны по фазе. Напряжение на диодах определяется векторами uд1 и uд2. Как следует из диаграммы uд1 > uд2. Выходное напряжение каждого из одноактных детекторов будет определяться uвых1(t) = КдUmд1;uвых2(t) = КдUmд2 где Кд — коэффициент передачи детектора.

Поскольку эти напряжения противоположны, то выходное напряжения балансного детектора определяется: uвых(t) =uвых1(t)—uвых2(t) = Кд(Umд1—Umд2) Детекторная характеристика балансного детектора представлена на рисунке 57.как видно из характеристики при ?(t) = 90° и ?(t) = 180° выходное напряжение равно нулю, т. к. Umд1 = Umд2 и uвых1(t) = uвых2(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 uоп(t) с фазой ? = 0 и ФМ сигнал uфм(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