60 Квадратурный чм детектор, структурная схема и принцип работы.
Квадратурный ЧМ детектор применяется в современной бытовой РЭА. Рассмотрим схему ЧД в интегральном исполнении на ИМС К174ХА6.
Временные диаграммы.
Схема содержит УПЧ из шести каскадов ДУ с амплитудным ограничителем, фазовращатель, представляющий контур настроенный на ПЧ 10,7 МГц и квдратурный ЧД на трех ДУ. К выходу ЧД подключен ФНЧ с которого сигнал звуковой частоты подается на УЗЧ. Рассмотрим принцип работы ЧД.
Частотно-модулированный сигнал с выхода УПЧ подается на два ДУ VT1, VT2 и VT3, VT4. На третий ДУ сигнал с УПЧ подается через фазовращатель. Зависимость угла сдвига фазы φ фазовращателя от частоты показана на рис.1. Транзистор VT7 выполняет функцию ГСТ, на его базу подается смещение с температурной компенсацией Uоп (на схеме смещение не показано). Рассмотрим три варианта.
1. Девиация равна нулю f=f0; временная диаграмма рис.3.
Угол сдвига фазы между сигналами на ДУ1, ДУ2 и ДУ3 φ=90º. Ток через ДУ1 и ДУ2 проходит только во время совпадения фазы сигналов. В результате на выходе получатся импульсы средней длительности. Импульсы подаются на ФНЧ и на его выходе будет сигнал постоянной составляющей Uвых. Сигнал звуковой частоты отсутствует, т.к. он на УЗЧ подается через разделительный конденсатор.
2. Девиация отрицательная f<f0; временная диаграмма рис.2.
Угол сдвига фазы φ=0. Длительность импульсов на выходе ЧД увеличится, на выходе ФНЧ напряжение Uвых увеличится. Появится положительный полупериод сигнала звуковой частоты.
3. Девиация положительная f>f0; временная диаграмма рис.4.
Угол сдвига фазы φ=180º. Длительность импульсов на выходе ЧД уменьшится, на выходе ФНЧ напряжение Uвых уменьшится. Появится отрицательный полупериод сигнала звуковой частоты.
Таким образом, сигнал на выходе ФНЧ будет изменяться по закону девиации, т.е. ЧМС преобразуется в модулирующий сигнал. Для преобразования отклонений частоты в отклонения фазы может быть использована фазочастотная характеристика колебательного контура θ(ε) = - arctg(ε).
