9.4.2. Схема со смесителями и дифференцированием

При изображении схем частотных дискриминаторов здесь и в дальнейшем не будем изображать цепи демодуляции сигнала и предварительной обработки, остающиеся такими же, как на схеме рис. 9.4.

Рис. 9.8. Схема частотного дискриминатора со смесителями и дифференцированием: 1 — смеситель; 2 — фазовращатель; 3 — управляемый гетеродин; 4 — низкочастотный фильтр; 5 — дифференцирующая цепь; 6 — фазовый детектор.

Часть схемы, определяющая принцип действия рассматриваемого дискриминатора, изображена на рис. 9.8. Выходное напряжение усилителя поступает на два смесителя, на которые в качестве опорных напряжений подаются соответственно напряжение подстраиваемого с выхода измерителя гетеродина и то же напряжение, сдвинутое по фазе на (при помощи фазовращателя). Выходное напряжение одного из смесителей подается на низкочастотный фильтр, а другого — на дифференцирующую цепочку с той же постоянной времени. Выходные напряжения фильтра и дифференцирующей цепочки перемножаются на фазовом детекторе, образуя выходное напряжение дискриминатора.

Принцип действия этою дискриминатора основан на том, что при наличии расстройки между частотами гетеродина и сигнала на выходах смесителей имеют место переменные составляющие частоты 5, сдвинутые по фазе на Дифференцирующая цепь устраняет этот

фазовый сдвиг, образуя при этом напряжение, амплитуда которого определяется расстройкой. В результате после перемножения на фазовом детекторе получается величина, пропорциональная расстройке

В связи с тем, что гетеродин подстраивается под частоту входного сигнала смесителей, напряжение на выходе одного из них равно а на выходе другого На выходе дискриминатора образуется

где - импульсная реакция низкочастотного фильтра; - импульсная реакция дифференцирующей цепочки, частотная характеристика которой связана с частотной характеристикой низкочастотного фильтра соотношением

Пользуясь формулой (9.4.17) и производя соответствующие усреднения, получаем крутизну дискриминатора

и эквивалентную спектральную плотность

Для того чтобы иметь возможность сравнить свойства рассматриваемого дискриминатора со свойствами предыдущих схем, будем полагать, что низкочастотный

фильтр данном случае имеет частотную характеристику определяемую (9.4.7), т. е. является НЧ эквивалентом полосового фильтра предыдущей схемы. Тогда, как нетрудно показать, дискриминационная и флюктуационная характеристики рассматриваемого дискриминатора и дискриминатора с настроенным контуром и фазовращателем совпадают. В частности, выражения для получаемые из (9.4.19) и (9.4.20), совпадают с формулами (9.4.8) и (9.4.9) соответственно. Коэффициент параметрических флюктуаций определяется формулой (9.4.16). Это означает, что хотя по способу образования сигнала ошибки схемы рис. 9.4 и 9.8 отличаются друг от друга, их характеристики полностью совпадают (при удовлетворении наложенных условий), и все полученные выше зависимости остаются в силе и для данного дискриминатора.

Таким образом, эти два дискриминатора эквивалентны. Основанием для применения схемы рис. 9.8 вместо предыдущей, несмотря на большую сложность, является возможность использования низкочастотных фильтров вместо полосовых, создание которых вызывает технические трудности в случаях, когда сигнал весьма узкополосен. В этих случаях требуется высокая стабильность полосовых фильтров, достигаемая применением кварцевых фильтров, тогда как при создании низкочастотных филь. тров никаких трудностей не возникает.