Принцип действия балансного частотного детектора

 

С ₅

 

L ₂ D ₁

L ₁ С ₂ С ₃ R ₁

С ₁

L 3

U _вх U _вых

 

С ₄ R ₂

D ₂

 

Рис. 4.1.11. Балансная схема частотного детектора

 

В состав схемы входят следующие элементы:

– два связанных колебательных контура L ₁, C ₁ и L ₂, C ₂;

– два диода D ₁ и D ₂;

– два конденсатора с одинаковой емкостью С ₃ и С ₄;

– два одинаковых резистора R ₁ и R ₂.

 

Колебательные контуры L ₁, C ₁ и L ₂, C ₂ настроены на промежуточную частоту f ₀ . Аноды диодов присоединены к противоположным концам катушки L ₂, имеющей отвод от средней точки. Между катодами диодов включены резисторы R ₁ и R ₂ одинаковой величины, зашунтированные конденсаторами C ₃ и C ₄ равной емкости.

Режим работы частотного детектора может быть рассмотрен с помощью векторных диаграмм (рис. 4.1.12).

Когда частота колебаний, поступающих на вход частотного детектора, равна номинальному значению промежуточной частоты f ₀, наступает резонанс в контуре L ₂, C ₂. Вектор U ₁ соответствует напряжению на первом контуре L ₁, C ₁. Ток I ₁ через катушку индуктивности L ₁ отстает на 90º от напряжения U ₁. Этот ток индуктирует в катушке L ₂ э.д.с. Е ₂, которая отстает по фазе относительно тока I ₁ также на 90º. При резонансе ток I ₂ во втором контуре L₂ , С ₂ совпадает по фазе с э.д.с. Е ₂.

 

 

 

 

 

Рис. 4.1.12. Векторные диаграммы балансного частотного детектора

 

Напряжение U ₂ на контуре L ₂ , С ₂ сдвинуто по отношению к току I ₂ на 90º и делится пополам между диодами D ₁, D ₂. К каждому из этих анодов приложено напряжение U _а' и U _а", равное геометрической сумме напряжений U ₁ и U ₂/2. Из диаграммы видно, что для случая резонанса получается U _а' = U _а", т. е. напряжения на анодах обоих диодов равны между собой. Под действием этих напряжений в цепях обоих диодов возникают токи одинаковой величины. Протекая по внешней цепи, токи диодов создают на резисторах R ₁ и R ₂ напряжения, равные по величине, но противоположные по знаку. В результате этого напряжение на выходе частотного детектора равно нулю.

При отклонении частоты от номинального значения f ₀, например, при увеличении разностной частоты относительно промежуточной, проводимость контура L ₂, С ₂ будет носить индуктивный характер. Ток I ₂ во втором контуре начнет отставать от э.д.с. Е ₂ на угол φ. Векторы напряжений U ₂/2 не будут перпендикулярны вектору напряжения U ₁. Напряжение U _а' на аноде первого диода окажется больше напряжения U _а" на аноде второго диода. В результате этого величина тока через резистор R ₁ окажется больше, чем через резистор R ₂. На выходе частотного детектора появится напряжение, полярность которого будет положительной относительно "земли".

В случае понижения разностной частоты относительно номинального значения f ₀ напряжение на выходе частотного детектора станет отрицательным относительно земли.

 

График зависимости выходного напряжения частотного детектора от изменения частоты на его входе U _вых = f (Δ f _пр) называется статической частотной характеристикой. Линейный участок между двумя максимумами характеристики определяет рабочую полосу частот детектора Δ f _раб (рис. 4.1.13).

 

+ U _вых

 

Δ f _раб

– Δ f _пр + Δ f _пр

f _пр

 

 

– U _вых

 

Рис. 4.1.13. Частотная характеристика балансного детектора

 

ГЕНЕРИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ

 

Генерированием колебаний называется преобразование электрической энергии постоянного тока в электрическую энергию переменного тока.

Устройство, предназначенное для генерирования электрических колебаний, называется генератором. В зависимости от формы создаваемых колебаний, генера­торы можно подразделить на два типа:

– генераторы синусоидальных колебаний;

– генераторы несинусоидальных колебаний.