9.4.3. Схема с расстроенными контурами

Рассматриваемая схема без цепей, предназначенных для свертывания спектра сигнала, представлена на рис. 9.9. Сигнал с выхода усилителя поступает на два взаимно расстроенных на А со контура. Выходные напряжения контуров детектируются и вычитаются, образуя выходную величину дискриминатора. Ясно, что при стремлении к нулю и при согласовании частотных характеристик контуров со спектром сигнала схема точно выполняет оптимальные операции. Однако при этом коэффициент передачи дискриминатора стремится к нулю, что должно компенсироваться усилителем с большим коэффициентом усиления, включенным последовательно с изображенной частью схемы дискриминатора. Чтобы избежать значительной потери в усилении,

в реальной схеме расстройка контуров производится на конечную величину сравнимую с шириной спектра сигнала. Кроме того, практически выбирается какая-то полоса пропускания контуров которая не изменяется с изменением отношения сигнал/шум Часто из технических условий нельзя выбрать эту полосу так, чтобы обеспечить согласование контуров со спектром сигнала.

Рис. 9.9. Схема частотного дискриминатора с расстроенными контурами: 1 — контур; 2 — детектор.

Имея в виду указанные особенности, проанализируем качества схемы с расстроенными контурами. Напряжение на входе анализируемой части схемы определяется по-прежнему выражением (9.4.2). Это напряжение пропускается через фильтры с импульсными реакциями и Квадраты модулей напряжений, полученных на выходе фильтров, образуемые с помощью квадратичных детекторов, вычитаются. Имея в виду эти операции, для выходной величины дискриминатора с точностью до постоянного коэффициента получаем

Вычисляя обычным способом крутизну дискриминационной характеристики и эквивалентную спектральную плотность, имеем

и

Дискриминационная характеристика данного вида частотного дискриминатора выражается как

тогда как его эквивалентная флюктуационная характеристика находится по формуле

Полученные характеристики определяют все интересующие нас свойства рассматриваемого дискриминатора. Как и для предыдущих схем, будем их рассчитывать при спектральной плотности имеющей вид (9.3.10), и частотной характеристике вида (9.4.7). Тогда коэффициент передачи дискриминатора выражается формулой

где по-прежнему коэффициент, зависящий от благодаря влиянию АРУ;

Эквивалентная спектральная плотность принимает вид

Величина как и для предыдущих схем, имеет три члена, по-разному зависящих от отношения сигнал/шум и объясняемых биениями различных компонент смеси сигнала с шумом. Наиболее наглядно зависимость оэкв от может быть исследована графически. На рис. 9.10 дана зависимость от при различных значениях Из приведенных графиков видно, что зависимость от отношения полос немонотонна, как и у предыдущих схем существует оптимальное значение полосы контуров минимизирующее При малых эта оптимальная полоса близка к что и следовало ожидать, ибо при и таком выборе полосы контура схема стремится к оптимальной. При больших (1 значение оптимальной полосы контуров изменяется.

Если, зафиксировав полосу контуров и отношение сигнал/шум, исследовать зависимость величины оэкв от расстройки контуров то легко видеть, что при больших а она увеличивается с ростом расстройки тогда как при малых а в некотором диапазоне изменения имеет место минимум спектральной плотности при некотором наилучшем значении расстройки

Таким образом, в этой схеме, так же как и в других, отклонение от оптимального значения одного из параметров (полосы контуров) приводит к изменению оптимального значения другого параметра (расстройки). Из рис. 9.10 следует, что при некотором, на первый взгляд, вполне разумном выборе параметров схемы ее точность может оказаться на один-два порядка ниже потенциальной. Это свидетельствует о необходимости тщательного подбора полос контуров и их расстройки в рассмотренной схеме, а также о большой чувствительности этого вида дискриминатора к его параметрам.

Для более полного суждения о точностях, которые обеспечиваются данной схемой, необходимо рассчитать еще коэффициент параметрических флюктуаций Он, как и ранее, рассчитывается по флюктуационной характеристике и представлен графически на рис. 9.11.

Рис. 9.10. (см. скан) Зависимость от отношения сигнал/шум для дискриминатора с расстроенными контурами: -

Величина содержит составляющую, не зависящую от обязанную своим происхождением биениям сигнальных составляющих. При уменьшении коэффициент

нарастает обратно пропорционально При очень малых пользоваться полученными зависимостями не имеет смысла, так как через ошибка системы измерения уже не выражается правильно.

Рис. 9.11. (см. скан) Зависимость от для дискриминатора с расстроенными контурами: