1.2.3. Тракт демодуляції

Проектування демодуляторів припускає насамперед обґрунтований вибір одного з декількох варіантів його побудови. Для пристроїв систем електрозв'язку з безперервними сигналами функції демодуляції обмежимо операціями детектування, тобто виділення напруги модулюючих коливань. Крім традиційних схем детекторів з використанням нелінійного елемента (обмежувача) в АМ детекторах, аналогового перемножувача у фазових детекторах (ФД), перетворювача частотного зсуву в зміну амплітуди чи фази з наступним застосуванням АМ або ФД у схемах частотних детекторів (ЧД), у даний час, внаслідок появи функціонально складних ІС із системами ФАП, для демодуляції сигналів з АМ, ФМ і ЧМ стали широко застосовуватися демодулятори в аналоговому чи цифровому виконанні, АМ детектори кореляційного типу, а також детектори з виділенням обвідної комплексного сигналу (квадратурні детектори).

З АМ детекторів найбільше поширення одержали прості й економічні діодні детектори, що вносять мінімальні нелінійні перекручування при максимальному динамічному діапазоні вхідного сигналу. Часто діодний детектор використовують у якості поєднаного детектору сигналу й системи АРП. Деякі серії ІС містять у своєму складі детектор АМ сигналів і детектор АРП з підсилювачем постійного струму (ППС), наприклад, К175ДД1, 235ДД2, 175ДД1, 435ДД1. Використовуючи нелінійний елемент типу "ідеальний діод" (приклад схеми див. [4, с.169]), що представляє собою підсилювач (звичайно ОП), охоплений нелінійним зворотним зв'язком, можна істотно поліпшити характеристики амплітудних детекторів. При сигналі близько 60...100 мВ АМ детектор на ідеальному діоді можна вважати також ідеальним з . Схему АД з ідеальним діодом можна реалізувати і на будь-якому підсилювачі з досить великим підсиленням, наприклад, на диференціальному каскаді (ДК). Приклади схем і деякі розрахункові співвідношення для АМ детекторів можна знайти в роботах [4, с.170], [7, с.86–89]. У кореляційних АМ детекторах детектування проводиться за рахунок перемноження сигналу на самого себе. Ці схеми одержали поширення не дуже давно, після появи ІС аналогового перемножування (АП). Вони являють собою сполучення АП, ФНЧ і схему витягу кореня на ОП.

Схеми когерентних амплітудних детекторів (КАД) перед іншими типами АД мають переваги в лінійності амплітудної характеристики при слабких сигналах.

Багатофункціональна ІС К174 ХА12 може бути використана як звичайний АД, як КАД, як детектор ФМ чи ЧМ.

Для детектування ОМ сигналів може бути використана схема КАД, у якому замість перемножувача використовується змішувач на АП [4, с.153,171].

Усі попередні схеми мають один загальний недолік – вихідний сигнал містить продукти нелінійного перетворення вхідного сигналу і вимагає післядетекторної фільтрації, а відповідно і великого розносу частот модулюючого сигналу і несучої. Від цього недоліку вільна схема, що виділяє обвідну сигналу. Ця схема містить у собі два квадратори, суматор і схеми витягу кореня. У такому складі ця схема знаходить широке застосування при цифровій обробці сигналу. Схема в аналоговій реалізації містить фазообертач на /2, два ОП й один аналоговий диференціальний перемножувач. Через відсутність будь-яких фільтрів вона дозволяє детектувати сигнал при будь-яких співвідношеннях між частотами модулюючого сигналу і несучої.

При використанні одного з варіантів розглянутих АД і реалізації їх на ІС, з огляду на дані конкретних мікросхем, потрібно оцінити основні показники схеми: коефіцієнт передачі детектора Кд, динамічний діапазон, припустимі перекручування. При необхідності підключення до ІС зовнішніх елементів, треба обґрунтовано їх підібрати.

Аналогічні вимоги необхідно виконати в разі проектування ФД і ЧД. Питання вибору схем, розрахункові співвідношення для різних типів детекторів, рекомендації з використання ІС і їхні типові схеми включення приведені в роботах: [1, гл.9]; [2, гл.9 і 10]; [3, гд.9]; [4, с.117,167–178]; [7, с.72–89]; [8,с.31–33]. На цьому можна закінчити розгляд питань проектування ФП основного тракту проходження сигналу. Однак, як відомо, до складу пристроїв навіть невисокого класу обов'язково входять допоміжні системи і ФП у вигляді вимірників і управителів алгоритмів обробки сигналу або деяких параметрів приймача. До них відносяться, наприклад, системи АРП й автоматичного підстроювання частоти (АПЧ).

Відповідно до жорстких вимог відносно частотної стабільності в сучасних ППОС гетеродинуючі напруги одержують з коливань опорного кварцового генератора в синтезаторах, до складу яких входять ланцюги автоматичного підстроювання частоти.

Тому детальна розробка АПЧ як і синтезатора частоти не є обов'язковою вимогою типового завдання на курсову роботу з ППОС. Тут можна обмежитися описом функціональної побудови синтезатора і перерахуванням його основних технічних характеристик і параметрів.

Варто врахувати, що в останніх розробках найбільше поширення знаходять цифрові синтезатори, які краще піддаються інтеграції, чим аналогові. Для одержання від такого синтезатора напруги гетеродина у формі гармонійного коливання потрібна фільтрація першої гармоніки імпульсного коливання, при цьому можна одночасно здійснювати перенос сітки стабільних частот у більш високочастотний діапазон при незмінному кроці і діапазоні перебудови (див. [4, с.58–60, 68–80], [9]).