Детектирование ЧМ и ФМ сигналов

А) В простейшем случае для детектирования ЧМ можно использовать расстроенный к\к.

Если f₀ контура не соответствует средней частоте сигнала, то амплитуда напряжения на контуре зависит от изменения частоты сигнала.

Таким образом ЧМ сигнал превращается в АМ сигнал, который детектируется АМ детектором. Недостатком этого ЧМ детектора является значительная нелинейность а также подверженность влиянию амплитудных помех.

Для высокочастотного приема применяют так называемые частотные дискриминаторы.

Б) Детектирование ФМ сигналов.

Если фаза модулированного ФМ сигнала изменяется в пределах от 0 до 180, то для детектирования можно использовать балансный детектор.

w_c=w_г

U₁=U_мгsinw_гt+(U_mc/2)*sin[w_ct+(t)]

U₂=U_wгsinw_гt-(U_mc/2)*sin[w_ct+(t)]

U_вых=U₁-U₂

На балансном детекторе сигнал U_wc и сигнал вспомогательного генератора U_wГ частота котрого равна частоте сигнала w_c=w_г.

Напряжение детектируемого сигнала, подается на 2 диода, следовательно в противофазе, а напряжение вспомогательного генератора в одинаковой фазе.

При постоянной фазе детектируемого сигнала разница напряжений на выходе балансного детектора равна 0, а при изменении фазы разница U₁-U₂ не равна 0 и пропорциональна относительно фазы детектируемого сигнала.

Волноводы и объемные резонаторы

В диапазоне СВЧ (сантиметровом) передавать энергию от генератора к нагрузке с помощью двухпроводной или коаксиальной линии нецелесообразно из-за больших потерь. В двухпроводной линии потери происходят из-за излучения, а в коаксиальной из-за потерь в диэлектрике.

Если к двухпроводной линии подключать четвертьволновые КЗ отрезки (имеющие большое сопротивление), то режим линии не изменится. Причем, если количество отрезков увеличивать до бесконечности, то линия превратится в прямоугольный металлический волновод. При этом, в волноводе могут распространяться все волны, короче, чем λ т. к. для более коротких волн остаются изолирующие отрезки , а токонесущий провод, как бы расширяется. Ширина другой стенки влияния на процесс распространения волн не влияет, но от нее ширины зависит электрическая прочность.

Практически в волноводах энергия передается не по стенкам, как по проводам, а с помощью электромагнитной волны, которая не может выйти за пределы волновода.

Ток по стенкам не может протекать т. к. при этом не выполнялись бы сформулированные в ТОЭ и гласящие, что:

1. Электрические силовые линии могут быть только перпендикулярны к проводящей поверхности.

2. Магнитные силовые линии могут быть только параллельны к проводящей поверхности.

Первое граничное условие можно объяснить тем, что электрическое поле на поверхности проводника вызывает ток, который создает магнитный поток, который в свою очередь вызывает ЭДС самоиндукции полностью компенсирующую электрическое поле (разность потенциалов на поверхности).

Второе граничное условие объясняется тем, что магнитная силовая линия входящая в проводник индуцирует в проводнике вокруг линии ЭДС взаимоиндукции ток, который (очень большой) создает встречный магнитный поток (токи Фуко).

Исходя из второго граничного условия следует, что по боковой стенке ток протекать не может. Тем не менее, если электромагнитную волну каким либо образам ввести в волновод, то она будет по нему двигаться, как в обычном воздушном пространстве, причем не только прямолинейно, но и криволинейно благодаря отражениям от стенок волновода.

 

При этом магнитное поле будет существовать за счет токов смещения (в диэлектрике) и располагаются вдоль стенок волновода.

В простейшем представлении объемный резонатор можно представить, как колебательный контур, у которого параллельно пластинам конденсатора подключено большое количество индуктивностей (полувитковых).

Если в центре резонатора расположить излучатель, то излучаемые им волны отразившись от стенок могут прийти к излучателю в фазе и скопиться (при расстоянии до стенок ). Таким образом в центре образуется пучность напряжения, а вокруг пучности напряжения образуется магнитные силовые линии за счет тока смещения.

і , где n = 1, 2, 3 и т. д.