Что такое частотный дискриминатор
Частотный дискриминатор
Усилитель промежуточной частоты
Смеситель
Смеситель – это устройство, выполняющее операцию вычитания частот (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Модель смесителя
Простейшей схемой, реализующей эту операцию, является последовательное соединение перемножителя колебаний и фильтра, настроенного на разностную частоту 
(рис. 3.4).
Рис. 3.4. Фазовый детектор
Сигналы на входах перемножающего элемента определяются выражениями
.
,
.
На выходе фильтра 
.
Усилитель промежуточной частоты – это резонансный усилитель, нагрузкой которого является резонансный контур с частотной характеристикой вида, изображенного на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Частотная характеристика УПЧ
Частотный дискриминатор – это устройство, напряжение на выходе которого должно повторять закон изменения частоты, т.е.
,
где 
– крутизна характеристики дискриминатора.
Типичной характеристикой дискриминатора является дискриминационная характеристика вида, изображенного на рис. 3.6.
Для того чтобы закон изменения выходного напряжения повторял закон изменения частоты, необходимо, чтобы дискриминационная характеристика была линейной. Однако, как и в большинстве случаев, эта характеристика близка к линейной только лишь в определенном сравнительно небольшом интервале частот.
Рис. 3.6. Дискриминационная характеристика частотного дискриминатора
Простейшим дискриминатором является колебательный контур с последовательно включенным амплитудным детектором (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Простейший дискриминатор
Рабочая точка, соответствующая частоте 
, выбирается на скате частотной характеристики (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Работа простейшего дискриминатора
Амплитудный детектор выделяет лишь огибающую высокочастотного колебания, поступающего с колебательного контура.
Достоинство этой схемы – ее простота, однако участок резонансной кривой в окрестности рабочей точки не обладает достаточной линейностью.
Более совершенной является схема, состоящая из двух колебательных контуров, расстроенных относительно друг друга (рис. 3.9).
Рис. 3.9. Дискриминатор на двух колебательных контурах
Если сложить обе характеристики с учетом противоположности знаков, то оказывается, что в определенной степени нелинейности этих характеристик в окрестности точки 
будут скомпенсированы (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Дискриминационная характеристика ЧД на двух колебательных контурах
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Что такое частотный дискриминатор
Дискриминаторы предназначены для измерения сигнала рассогласования и преобразования его в постоянное или переменное напряжение. Различают частотные угловые и временные дискриминаторы.
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.
На рис. 3.3 изображена схема наиболее распространенного ЧД первой группы с фазовым детектором. В таком ЧД входной сигнал разделяется на две составляющие « 
сдвиг фаз между которыми при точной настройке контура на переходную частоту равен 
При отклонении частоты входного сигнала от переходной сдвиг фаз
изменяется в соответствии с фазовой характеристикой резонансного контура. Одновременно с этим уменьшается амплитуда напряжения 
. В результате чего изменяется напряжение на выходе ЧД.
Рис. 3.3. Схема частотного дискриминатора с фазовым детектором
Непосредственно из схемы рис. 3.4 следует, что на ФД подаются напряжения
где 
отклонение частоты напряжения от переходной частоты; 
-фазовый сдвиг, создаваемый фильтром; 
амплитудно-частотная характеристика фильтра.
В соответствии с выражением (3.4) напряжение на выходе ЧД
где 
-мнимая частотная характеристика фильтра.
Выражение (3.6) определяет дискриминационную характеристику ЧД, обычно используется нормированная характеристика 
На
рис. 3.5 показан вид дискриминационной характеристики ЧД, из которой видно, что при малых значениях расстройки характеристику можно считать линейной и представить в виде 
где 
-коэффициент передачи частотного дискриминатора. Из этого выражения следует, что передаточная функция 
Рис. 3.4. Структурная схема частотного дискриминатора
Рис. 3.5. Дискриминационная характеристика частотного дискриминатора
Выражение для передаточной функции справедливо в том случае, когда полоса пропускания ЧД намного шире спектра его входного сигнала, в противном случае необходимо учитывать инерционность ЧД, которая определяется постоянной времени детектора.
В системах РА используются и ЧД с рассмотренными контурами, характеристики которых близки к характеристикам рассмотренного ЧД с фазовращателем.
Что такое частотный дискриминатор
Предисловие к русскому изданию
В современной науке и технике исключительная роль принадлежит одной из быстро развивающихся областей — электронике. Она в значительной степени определяет совершенство технических средств вычислительной техники, радиоэлектроники, систем управления, передачи и обработки информации.
Особенностью современной электроники является быстрое внедрение новейших достижений в различные области народного хозяйства. Сегодня трудно найти область науки, техники, народного хозяйства, где бы изделия электроники не применялись. Появление интегральных микросхем, БИС и микропроцессоров позволяет значительно повысить надежность радиоэлектронных устройств и снизить их габаритные размеры и массу.
В процессе проектирования и создания различных радиотехнических устройств и систем приходится не только учитывать основные характеристики электронных приборов и их конструкцию, но и глубоко понимать физические основы работы, технологию изготовления, уметь сравнивать электронные приборы по их характеристикам и параметрам при выборе оптимальных схемотехнических решений.
Предлагаемая читателю книга представляет собой небольшую популярную энциклопедию, в которой в форме вопросов и ответов, а их более 500, приведены сведения о многих применяемых сегодня электронных приборах. Необходимо отметить, что понятие «электроника» в иностранной литературе значительно шире, поэтому некоторые вопросы можно отнести к радиотехнике, радиоэлектронике, вычислительной и измерительной технике.
Достоинством книги является и то, что, не приводя конкретных данных по схемным решениям, авторы книги показали эволюцию развития электроники — переход от ламповых схем к полупроводниковым приборам, а затем и к интегральным микросхемам. Они проделали большую работу по систематизации и отбору материала; в простоте изложения многих вопросов не теряется их научность.
Графический материал книги приведен в основном в соответствии с действующими в нашей стране стандартами. Некоторые дополнительные сведения, поясняющие изложение, даны в примечаниях и сносках. К сожалению, отдельные вопросы электроники, связанные с акустоэлектроникой, квантовой и СВЧ электроникой, не нашли отражения в этой книге.
Хочется надеяться, дорогой читатель, что в этой книге Вы найдете ответы на интересующие Вас вопросы.
Замечания и пожелания можно присылать по адресу: 101000, Москва, Почтамт, а/я 693, издательство «Радио и связь», редакция литературы по электронной технике.
Канд. техн. наук В. И. Котиков
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. АТОМ И МАТЕРИЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ
Что такое электроника?
Это область науки и техники, занимающаяся использованием явлений, связанных с движением заряженных частиц в вакууме, газах и твердых телах. Электроника включает в себя изучение физических процессов, разработку конструкций и технологию изготовления электронных приборов (ламп, транзисторов, интегральных микросхем), а также устройств, в которых эти приборы применяют.
В каких областях науки, техники и народного хозяйства применяют электронные устройства?
Практически во всех. Достижения электроники используются для создания измерительных устройств, без которых не было бы возможно развитие химии, физики, биологии, медицины и даже таких областей науки, как социология, психология, археология. Возникновение и развитие космонавтики и исследование космического пространства стало возможным только благодаря электронике.
Все чаще электронные устройства используются в учебном процессе. При обучении иностранным языкам, например, широко применяют так называемые аудиовизуальные устройства. Во многих странах телевидение используется для преподавания телезрителям с разным уровнем подготовки, в том числе в развивающихся странах — на уровне начального образования.
Электронные устройства позволяют автоматизировать технологические процессы и контроль качества продукции на предприятиях текстильной, автомобильной и химической промышленности, в рудниках, на верфях. Электронные устройства способствуют увеличению производства различных изделий, повышению их качества, улучшению условий труда и техники безопасности. Без электронных устройств не могут функционировать современные транспорт, телеграф, телефон и радиосвязь, так же как без электронных вычислительных центров и устройств обработки данных — современные системы управления народным хозяйством.
Наконец, электроника — это устройства повседневного пользования: радиоприемники, телевизоры, магнитофоны, электропроигрыватели, значение которых в жизни человека бесспорно. Современные системы кабельной и спутниковой связи, созданные уже в нескольких странах, обеспечивают произвольные двусторонние звуковые и визуально-звуковые соединении между любыми абонентами а также возможность выбора произвольной телевизионной или радиовещательной программы и даже реализацию индивидуальных программ с магнитофонных кассет и пленок.
Когда началось развитие электроники?
Электроника сравнительно молодая отрасль науки и техники. Теоретические основы ее были разработаны во второй половине XIX и в первой половине XX в. Первые лампы и полупроводниковые приборы были созданы в XX в. Самые важные исторические моменты в развитии электроники отмечаются следующими датами:
1865 г. — Дж. Максвелл разработал теорию электромагнитных волн;
1883 г. — Т. Эдисон открыл термоэлектронную эмиссию;
1886 г. — Г. Герц открыл электромагнитные волны, годом позже — фотоэмиссию;
1897 г. — Дж. Томсон открыл электрон;
1897 г. — К. Браун изобрел осциллографическую трубку;
1904 г. — Дж. Флеминг создал диод с накаливаемым катодом;
1906 г. — Л. де Форест изобрел триод;
1948 г. — У. Шокли, У. Браттейн и Дж. Бардин изобрели транзистор.
Какова структура атома?
Строение атома можно представить с помощью плоской модели (рис. 1.1), являющейся упрощением пространственной модели атома, разработанной Бором в 1913 г. В такой модели атом состоит из ядра и некоторого числа электронов, вращающихся вокруг ядра по определенным орбитам. Ядро имеет относительно большую массу и положительный заряд, электрон — малую массу и отрицательный заряд. Положительный заряд ядра и отрицательный заряд всех вращающихся вокруг этого ядра электронов находятся в равновесии, и изолированный атом в нормальном состоянии электрически нейтрален. Суммарный заряд электронов в атоме определяется атомным числом элемента. Орбиты, по которым вращаются электроны, называемые орбитами или оболочками, точно определены, и ни один электрон в атоме не может вращаться и пространстве между оболочками. Оболочки обозначают последовательно, начиная от ядра, буквами K, L, M, N, …. Оболочка К может содержать до двух электронов, L — до 8, M до 18 и т. д. На каждой следующей могут находиться электроны лишь в том случае, если предыдущие оболочки заполнены. Только последняя, внешняя, так называемая валентная оболочка, может быть не заполнена. Находящиеся на ней электроны называют валентными.
Рис 1.1. Плоская модель атома кремния
Валентная оболочка определяет химические свойства элемента. Ядро вместе с заполненными, оболочками образует постоянную часть атома, не подвергающуюся изменениям в химических процессах при изменениях температуры и протекании тока. С каждой оболочкой связана определенная энергия вращающихся на ней электронов. Чем дальше от ядра находится электрон, тем больше его энергия. Наибольшей энергией обладают валентные электроны.
Что такое частотный дискриминатор
В. ДЕМОНТОВИЧ, г. Киев, Украина
Описываемый ниже узел — это результат практической доработки и уточнения дискриминатора, рассмотренного в [1]. Схема предлагаемого варианта узла изображена на рис. 1.
Импульсы измеряемой частоты поступают на вход формирователя DD1.1, DD1.2, выполненного на триггерах Шмитта, и далее — на вход одновибратора DD2.1 с повторным запуском и одновременно на вход синхронизации С универсальных JK-триггеров DD3.1 и DD3.2.
Работу устройства поясняют временные диаграммы сигналов в его характерных точках, показанные на рис. 2.
По оси времени диаграммы разделены на три участка, отображающих три режима: «норма» — измеряемая частота находится в пределах заданного интервала, «ниже» и «выше» — она ушла за его пределы.
Вначале рассмотрим работу устройства в режиме «норма». Фронт сформированного входного импульса запускает одновибратор DD2.1 и одновременно устанавливает в единичное состояние триггер DD3.2. Для надежной установки триггера импульс с выхода одновибратора DD2.1 задерживается на время, значительно большее, чем время включения триггера, т. е. выполняется соотношение tвкл + tзад > tвкл. триг. Задержку импульса обеспечивают два последовательно включенных элемента DD1.3, DD1.4. Она равна 40. 50 нс [2].
Спад выходного импульса одновибратора DD2.1 запускает второй одновибратор DD2.2. Длительность импульса этого одновибратора такова, что он полностью заканчивается только после прихода очередного входного импульса измеряемой частоты, который устанавливает в единичное состояние триггер DD3.1. То есть, если частота входных импульсов в заданном интервале, оба триггера будут находиться в единичном состоянии, выходной код — 11.
Когда частота входных импульсов ниже заданного интервала, импульс, сформированный одновибратором DD2.2, будет заканчиваться раньше прихода следующего входного импульса измеряемой частоты и триггер DD3.1 окажется в нулевом состоянии. Поэтому в режиме «ниже» выходной код — 10.
Если же частота входных импульсов выше заданного интервала, одновибратор DD2.1 не успеет закончить формирование импульса до прихода следующего входного импульса измеряемой частоты и вновь запустится этим импульсом. Сигнала запуска второго одновибратора DD2.2 не будет. Этот же входной импульс установит в нулевое состояние оба триггера — DD3.1 и DD3.2. Код режима «выше» — 00.
Исходя из рассмотренной логики работы устройства, можно найти длительность импульсов, формируемых одновибраторами DD2.1, DD2.2. Длительность импульса одновибратора DD2.1 определена условиями:
Суммарная длительность импульсов одновибраторов DD2.1 и DD2.2:
Дополнив устройство простым дешифратором, собранным по схеме на рис. 3,
получим индикатор контроля положения частоты по отношению к границам заданного интервала.
Верхний предел контроля частоты ограничен временем задержки одновибраторов и равен нескольким мегагерцам.
Сопротивление резисторов R2, R4 можно варьировать от 5,1 до 82 кОм, емкость конденсаторов С1, С2 — от единиц до 1000 пф.
Установить на генераторе частоту, равную fнижн+5 %. Изменяя сопротивление резистора R4, добиться появления перепадов напряжения на грани срыва на прямом выходе триггера DD3.1, т. е. при незначительном увеличении сопротивления триггер устанавливается в единичное состояние. Установить на генераторе частоту fнижн и убедиться, что триггер DD3.1 находится в состоянии 0.
ЛИТЕРАТУРА
1. Электроника, 1973, № 18, с. 56. — М.: Мир.
2. Логические ИС КР1533, КР1554. — М.: Бином, 1993.
ДИСКРИМИНАТОР
Найдено 1 изображение:
Лит.: Радиоприёмные устройства, ч. 2, М., 1963; Фролкин В. Т., Импульсные устройства, 2 изд., М., 1966; Гоноровский И. С., Радиотехнические цепи и сигналы, ч. 2, М., 1967. Ю. Б. Любченко.
— амплитудный дискриминатор
— быстрый дискриминатор
— временной дискриминатор
— двоякопреломляющий дискриминатор
— диодный дискриминатор
— дискриминатор импульсов по длительности фронта
— дискриминатор импульсов по длительности
— дискриминатор импульсов
— дискриминатор оптических частот
— дискриминатор формы импульсов
— дифференциальный амплитудный дискриминатор
— дифференциальный дискриминатор
— интегральный амплитудный дискриминатор
— интегральный дискриминатор
— линейный дискриминатор
— многоканальный дискриминатор
— одноканальный дискриминатор
— оптический дискриминатор
— фазовый дискриминатор
— частотный дискриминатор
дискриминатор импульсов амплитудный — <tech.> pulse-height discriminator
дискриминатор импульсов по длительности — pulse-length discriminator
дискриминатор импульсов по ширине — pulse-width discriminator
— амплитудный дискриминатор- временной дискриминатор- двоякопреломляющий дискриминатор- дискриминатор импульсов- интегральный дискриминатор- интерферометрический дискриминатор- кодовый дискриминатор- оптический дискриминатор- дискриминатор совпадений- спектральный дискриминатор- фазовый дискриминатор- дискриминатор частотной модуляции- частотный дискриминатор