Pentru modularea amplitudinii semnalului purtător, variația Am a cantității măsurate este afișată cu precizie prin variația de timp a valorilor amplitudinii tensiunii de ieșire a circuitului de măsurare (Figura 3.27). De exemplu, atunci când semnalul modular (purtător) este o tensiune sinusoidală cu o frecvență circulară, atunci
detector Amplitude ale cărui elemente NE-lyayutsya și circuitul de diode (filtru trece jos) R-C principal (Fig. 4.22), produce o tensiune la intrare este aplicată semnalului modulat în amplitudine
unde Tj este eficiența detectării. .
O valoare de m aproape de unitate se obține atunci când frecvența limită a filtrului G este k. este astfel încât frecvența purtătoare ft este puternic atenuată, în timp ce spectrul semnalului util, care continuă cu frecvența / q, este conservat. Acest lucru este atins atunci când
Componenta constantă a tensiunii detectate, r \ E /, trebuie eliminată prin intermediul unui filtru de trecere înaltă sau al unui circuit de scădere dacă valoarea componentului DC este determinată anterior la. .
4.4.2. Detectare sincronă
O diagramă bloc a detecției sincrone a semnalului modulat amplitudine vm este prezentată în Fig. 4.23.
Denumirea acestei detecții se datorează utilizării unei surse auxiliare a semnalului de referință, sincronă în frecvență și în fază, cu un semnal transportat modulat. O detectie sincron ca urmare a transformării spectrului semnalului de intrare și prejudecată-l în direcția frecvenței prin multiplicarea frecvenței semnalului de la referință, și nizkocha îngustã - semnal de filtrare frecvență s transformate (-interm exact) frecvența f eliberare, astfel, semnal care conține informații utile despre măsurand valoare.
Funcționarea detectorului sincron va fi luată în considerare utilizând exemplul de semnale armonice. Rezultatele acestei examinări se pot extinde la semnale periodice de orice formă. Să presupunem că semnalul modulat de măsurare este inscripționat de expresie
TO este tipic, de exemplu, pentru o punte Wheatstone cu doi senzori diferențiali rezistivi, legați cu o sensibilitate de 5 și un coeficient,
Tensiunea de referință vT, sincronă cu tensiunea armonică a sursei (generatorului) circuitului de măsurare, descrie expresia -ffi
Dispozitivul multiplicator emite o tensiune,
După înlocuire, obținem
Scopul filtrului trece-jos este de a izola "componenta utilă" care conține informațiile solicitate, cu suprimarea componentei de înaltă frecvență i4Amcos2co, /. Aceasta nu este o problemă cu condiția ca frecvența maximă / dz a spectrului cantității măsurate să fie substanțial mai mică decât frecvența / transportatorul.
Atunci când există o schimbare de fază între tensiunile modulate și cele de referință, adică,
apoi tensiunea de ieșire a dispozitivului multiplicator
În acest caz, amplitudinea, utilitatea * redusă a distribuției, alocată de filtru, este redusă. I în funcție de coeficientul cos.
În cazul unui senzor inductiv cu o impedanță complexă, iar atunci când componentele active și reactive ale senzorului de ieșire im pedansa depinde de cantitatea măsurată este modulat circuitul de măsurare îmbăiere tensiune include două componente: una în fază și una - defazate cu 90 ° în raport cu tensiunea de alimentare a circuitului (modulator original), adică,
Detectarea sincronă face posibilă izolarea fiecăruia dintre aceste componente. Dacă se înmulțește ,, /, atunci după filtrare (folosind un filtru trece-jos) la ieșirea dispozitivului multiplicator,
, în timp ce multiplicarea prin
vă permite să selectați componenta ,.
Dispozitivele concepute pentru extragerea informațiilor conținute într-un semnal modulate în frecvență se pot baza pe unul dintre următoarele principii:
a) conversia unui semnal modulat în frecvență în orele llitudno modulate de circuite (discriminatoare) folosind circuit oscilant paralel, cu suflare post de detectare a semnalului modulat am plitude obținute;
b) conversia semnalului modulat în frecvență într-o secvență de impuls sincron cu integrarea și determinarea tensiunii medii sau măsurarea frecvenței acestora;
c) conversia semnalului heterodynei. Discriminator cu circuit oscilant paralel.
Schema unui discriminator de frecvență care conține un circuit oscilant simplu este prezentată în Fig. 4.24, a.
În cazul în care rezonanța frecvența unui circuit Far diferă de media (centru) F0 frecvență de oscilație modulate F, atunci modificarea valorilor instantanee ale frecvenței semnalului de intrare E, aplicarea unei modificarea conturului amplitudinii tensiunii la schimbarea conturului repetată a frecvenței F (t) valoarea măsurată ( Figura 4.24.6).
Pentru a îmbunătăți liniaritatea caracteristicilor de conversie a frecvenței-amplitudine, se utilizează două discriminatoare. În absența modulației, când frecvența semnalului de intrare coincide cu frecvența rezonantă a circuitelor, tensiunea la unul dintre ele este deplasată în fază cu 90 ° față de tensiunea celuilalt.
Generarea de impulsuri sincrone cu un semnal modulat în frecvență. Obțineți un impuls de o anumită amplitudine și durată fixă, respectiv pentru fiecare perioadă a tensiunii modulate în frecvență, în diferite moduri, cum ar fi:
a) amplificarea semnalului cu limitarea acestuia, diferențierea și rectificarea jumătății de undă;
b) discriminarea amplitudinii tensiunii modulate, atunci când devine egală cu tensiunea de referință setată și pornită de la driverul impulsului (de exemplu, multivibratorul de așteptare). Frecvența de repetare a impulsurilor generate sau valoarea medie a tensiunii lor cu polaritate constantă este o funcție liniară a valorii măsurate.
Detectarea frecvenței cu conversia semnalului heterodyne. O diagramă bloc a unui astfel de dispozitiv este prezentată în Fig. 4.25. Acesta include:
- un detector de fază, o tensiune modulată este aplicată la o intrare, iar cealaltă este tensiunea oscilatorului local local. Detectorul de fază produce o tensiune v, care este o funcție a diferenței de fază a tensiunilor de intrare - 6i (heterodyna);
- filtru low-pass;
- amplificator cu factor de câștig A, tensiune de ieșire; i> c care controlează frecvența oscilatorului local local;
- heterodiena de referință, frecvența F? care este o funcție liniară a tensiunii de control ve, adică,
Să analizăm posibilitatea detectării unui semnal modulat în frecvență utilizând un astfel de dispozitiv. Pentru a face acest lucru, presupuneți că tensiunea la ieșirea detectorului de fază este proporțională cu diferența de fază a tensiunii de intrare
unde Kd este coeficientul de proporționalitate, iar spectrul de frecvență al acestei tensiuni este în banda de trecere a filtrului de trecere.
Considerăm mai întâi cazul când tensiunea vm are o frecvență circulară Qo și o schimbare constantă a fazei 60:
Tensiunea de comandă a oscilatorului local local este determinată de expresie
Frecvența oscilatorului local se stabilizează atunci când nu vă mai schimbați. care, la rândul său, are loc numai sub condiția
Se spune că oscilatorul local în acest caz este "sincronizat" cu frecvența semnalului (a existat o "captare" a frecvenței semnalului) și
stresul v satisface două condiții:
Rezultă că diferența de fază dintre semnalul modulat și tensiunea oscilatorului local este
Dacă schimbările în incremente ale magnitudinii intenționate sunt subordonate legii armonice. expresia pentru rn este transformată în formă
în cazul în care. (vezi secțiunea 3.4.1). După înlocuire.
Tensiunea produsă în acest caz de heterodynă poate fi scrisă în formular
Cantitățile u sunt sinusoidale. Trecând la înregistrarea complexă, obținem
Modularea în frecvență determină variații ale Lv tensiunea de ieșire a comparatorului de fază
care determină o schimbare în divonul tensiunii de comandă a oscilatorului local
Ca rezultat, obținem variații ale frecvenței oscilatorului instantaneu local în formă
Revenind la reprezentarea temporală a diferenței de fază, avem
și, presupunând asta. . avem
Astfel, tensiunea la ieșirea comparatorului de fază, precum și tensiunea care controlează heterodiena, variază în funcție de variația cantității măsurate.
Trimiteți-le prietenilor: