logo
p6

4.2.2 Частотные дискриминаторы

Дискриминаторы предназначены для измерения сигнала рассогласования и преобразования его в постоянное или переменное напряжение. Различают частотные и временные дискриминаторы.

Частотные дискриминаторы (ЧД) – это устройства, выходные напряжения которых зависят от переходной частоты 0: uчд=F( – 0).

По способу задания переходной частоты ЧД подразделяют на две группы. В дискриминаторах первой группы переходная частота определяется настройкой эталонного фильтра (колебательного контура). В ЧД второй группы переходная частота равна частоте колебаний напряжения с эталонного генератора.

Наиболее часто используют первую группу дискриминаторов с фазовым детектором (рис. 4.3), где ФВ – фазовращатель, сдвигающий фазу сигнала на /2; Ф – резонансный фильтр. В таком ЧД входной сигнал разделяется на две составляющие u1 и u2, сдвиг фаз между которыми при точной настройке контура на переходную частоту равен /2. При отклонении частоты входного сигнала от переходной частоты сдвиг фаз изменяется в соответствии с фазовой характеристикой резонансного контура. В результате чего изменяется напряжение на выходе ЧД.

Рис. 4.3  Функциональная схема частотного дискриминатора

Непосредственно из схемы (рис. 4.3) следует, что на ФД подаются напряжения

;

,

где  – отклонение частоты напряжения от переходной частоты; ф() – фазовый сдвиг, создаваемый фильтром; Wф(j) – амплитудно-частотная характеристика фильтра.

В соответствии с выражением (4.4) напряжение на выходе ЧД будет иметь вид

, (4.0)

–мнимая частотная характеристика фильтра.

Выражение (4.6) определяет дискриминационную характеристику ЧД. Обычно используется нормированная характеристика . На дискриминационной характеристике (рис. 4.4) видно, что при малых значениях частотной расстройки характеристику можно считать линейной и ее можно представить в видеF() = kчд, где kчд – коэффициент передачи частотного дискриминатора. Из этого выражения следует, что передаточная функция ЧД равна

Wчд(p)=kчд.

Рис. 4.4  Дискриминационная характеристика частотного

дискриминатора

Выражение для передаточной функции справедливо для линейного участка детекторной характеристики, т.е. когда полоса пропускания частотного дискриминатора больше эффективной ширины спектра его входного сигнала, в противном случае необходимо учитывать инерционность ЧД, которая определяется постоянной времени детектора.