Широтно-импульсный дискриминатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Предлагаемый вниманию читателей вариант дискриминатора предназначен для демодуляции сигналов с широтноимпульсной модуляцией (ШИМ). Его можно использовать для демодуляции ЧМ сигналов и в устройствах автоподстройки частоты, где ЧМ сигнал предварительно преобразован в ШИМ; в импульсных диапазонных генераторах он может служить для поддержания постоянной скважности в рабочем частотном интервале. Дискриминатор может оказаться полезным в устройствах автоматики, позволяя обойтись без регулировки порога срабатывания устройств, поскольку ему соответствует нулевой уровень напряжения.

Характеристика дискриминатора симметрична относительно "нуля" (рис.1), соответствующего скважности Q импульсов на входе дискриминатора:

Q=T/to=2,

где Т - период следования импульсов, to - длительность импульса. Линейна характеристика тем более, чем ближе к прямоугольной форма входного сигнала; при синусоидальном входном сигнале она S-образна. Степень кривизны характеристики реально зависит также от частоты входного сигнала и емкости нагрузки.

При отклонении длительности импульса относительно значения to узел вырабатывает напряжение положительной или отрицательной полярности в зависимости от знака отклонения, пропорциональное глубине отклонения.

(нажмите для увеличения)

Принципиальная схема дискриминатора изображена на рис.2. Устройство состоит из двух делителей частоты на 2, собранных на триггерах DD2.1 и DD2.2, и фазового детектора на транзисторе VT1. Последовательность импульсов с ШИМ на вход С триггера DD2.1 поступает непосредственно, а на вход С триггера DD2.2 - через инвертор DD1.1. В результате деления частоты противофазных колебаний на прямом выходе обоих триггеров формируются две последовательности импульсов вида "меандр", сдвинутых одна относительно другой по фазе. Фазовый сдвиг пропорционален длительности импульсов и находится в пределах 0 < ф < 180°.

На рис.3 представлены диаграммы напряжения в характерных точках узла при скважности входных импульсов Q=2. Диаграммы показывают, что сдвиг фазы сигналов при этом равен 90°.

С прямого выхода триггера DD2.1 через разделительный конденсатор С1, устраняющий из спектра сигнала постоянную составляющую, напряжение поступает на вход фазового детектора - на сток полевого транзистора VT1. Подстроечный резистор R1 служит для установления такого уровня входного сигнала, чтобы он не превышал верхнюю границу динамического диапазона демодулятора. В противном случае возникает асимметрия его характеристики из-за эффекта прямого детектирования входного сигнала на нелинейности канала транзистора. На затвор транзистора поступают импульсы с прямого выхода триггера DD2.2, обеспечивая работу транзистора в ключевом режиме.

Фильтр R2C2 выделяет постоянную составляющую выходного напряжения, пропорциональную ф, которая далее поступает на вход усилителя постоянного тока. Диаграмма 4 на рис.3 показывает форму выходного напряжения узла при отключенном конденсаторе С2. Очевидно, что при скважности входных импульсов Q=2 постоянная составляющая напряжения равна нулю. Постоянную времени фильтра выбирают исходя из конкретной области применения дискриминатора. На схеме указаны номиналы элементов фильтра для случая использования дискриминатора в качестве демодулятора ЧМ сигналов с параметрами: fо= =500 кГц, f=12 кГц, O=4 кГц. При напряжении на входе фазового детектора 0,5 В крутизна характеристики равна примерно 0,2 мВ/кГц, поэтому на выходе детектора необходим усилитель.

Резисторы и конденсаторы, применяемые в узле, могут быть любого типа. Полевой транзистор выбирают с напряжением отсечки не более 3,5 В.

Налаживание дискриминатора сводится к установлению на входе фазового детектора такого уровня напряжения, который не вызывает сдвига "нуля" характеристики. Подав на вход узла сигнал вида "меандр", подстроечным резистором R1 устанавливают нулевое напряжение выходе усилителя постоянного тока. Изменение скважности импульсов при этом должно сопровождаться симметричным отклонением напряжения в обе стороны относительно "нуля".

Автор: А.Руднев, г. Балашов, Саратовской обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Ветрогенератор Siemens Gamesa выработал 359 МВтч за сутки 16.10.2022 Прототип морского ветрогенератора 14-222 DD, производства немецко-испанской компании Siemens Gamesa, являющейся одной из крупнейших в производстве ветрогенераторов, установил мировой рекорд выходной мощности, полученной от одной турбины за 24 часа - 359 МВт*ч. Этого хватило бы, чтобы электрокар среднего размера проехал 1,8 млн км. Первое электричество от турбины было получено недавно, на территории испытательного центра в Дании. Это устройство с номинальной мощностью 14 МВт, и возможностью увеличения до 15 МВт в режиме Power Boost, предназначено для установки вдали от берега. Благодаря увеличению диаметра винта до 222 метров и с помощью 108-метровых лопастей, SG 14-222 DD более чем на 25% увеличила годовую выработку энергии по сравнению с предыдущей моделью. Кроме того, конструкция турбины состоит из меньшего количества движущихся элементов, что обеспечивает улучшенную производительность при сохранении надежности. А стандартизация процессов производства и полностью отлаженная цепочка снабжения позволяют сократить время выхода на рынок этой модели, серийное производство которой намечено на 2024 год. Один такой гигант может обеспечить достаточно энергии, чтобы хватило в год для 18 000 домохозяйств.

Другие интересные новости:

▪ Новая микросхема синтезатора частоты CDCM7005

▪ Весь цикл работы ДНК отслежен

▪ Намечена олимпиада для киборгов

▪ Мониторы ViewSonic серии VX52

▪ Роботизированный экзоскелет для семян

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструкции по эксплуатации. Подборка статей

▪ статья Гомункулус. Крылатое выражение

▪ статья Какая река - Волга или Кама - должна считаться притоком с научной точки зрения? Подробный ответ

▪ статья Экспедитор магазина. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Асинхронные электродвигатели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воронка и вино. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025