Приймач амплітудно-модульованих сигналів

Винахід відноситься до техніки прийому та переробки сигналів і може бути використаний в приймачах широкомовлення та телебачення, пристроях дистанційного керування, вимірювальних пристроях і ін. Відомий приймач амплітудно-модульованих сигналів (О.В.Головин. Радиоприемные устройства. М., "Высшая школа", 1987, с. 8, рис. 1,6), який містить селективне вхідне коло, нелінійний змішувач, гетеродин, підсилювач проміжної частоти, амплітудний детектор і фільтр низької частоти. Однак для приймання сигналу з різною частотою в приймачі необхідно перестроювати гетеродин так, щоб частота коливань проміжної частоти залишилася постійною, або перестроювати підсилювач проміжної частоти так, щоб частота коливань гетеродина залишилася постійною. Це вимагає робити складне синхронне перестроювання вхідного кола і гетеродина або вхідного кола і підсилювача проміжної частоти. Найближчим технічним рішенням є приймач амплітудно-модульованих сигналів (Герхард Ханс-Йохим, Исследование квадратично-линейного преобразования, кандидатская диссертация, Львовский политехнический институт, 1973 г., с.95, рис.4.4а, 4.5), що містить, селективне вхідне коло, двохвходовий нелінійний змішувач, перший вхід якого з'єднаний з виходом селективного вхідного кола, а другий з гетеродином, та фільтр низької частоти. Крім цього, він містить підсилювач проміжної частоти і амплітудний детектор. Проте відомий приймач вимагає точного настроюваного балансного по гетеродину нелінійного змішувача, баланс якого можна забезпечити лише протягом короткого часу. Вимагає підсилювача вихідних коливань змішувача на частоті гетеродина, коефіцієнт якого не може бути дуже великим через самозбудження підсилювача. Включає амплітудний детектор, що має низьку чутливість і завадостійкість. В основу винаходу поставлено завдання створення такого приймача амплітудно-модульованих сигналів, в якому поглиблення модуляції вихідних коливань нелінійного змішувача на частоті гетеродина дозволило би зробити неперестроюваним нелінійний змішувач і за рахунок цього спростити настроювання приймача, а використання синхронного детектування - підвищити його чутливість і завадостійкість. Поставлене завдання вирішується тим, що в приймач амплітудно-модульованих сигналів, що містить селективне вхідне коло, двохвходовий нелінійний змішувач, перший вхід якого з'єднаний з виходом селективного вхідного кола, а другий з гетеродином, та фільтр низької частоти, згідно з винаходом, введені поглиблювач модуляції, синхронний детектор та фазовий коректор, причому вхід поглиблювача модуляції з'єднаний з виходом нелінійного змішувача, а ви хід з входом синхронного детектора, вихід якого з'єднаний з входом фільтра низької частоти, вхід фазового коректора з'єднаний з гетеродином, а вихід з керуючим входом синхронного детектора. Введення поглиблювача модуляції (Радиопередающие устройства. Под ред. В. П. Терентьева. Гос. изд. литературы по вопросам связи и радио. М., 1983, с.220) коливань з частотою гетеродина на виході змішувача дозволяє не підсилювати коливання, що подаються на синхронний детектор, а лише поглиблювати їх модуляцію, що переноситься з коливань сигналу на вихідні коливання нелінійного змішувача з частотою гетеродина, і за рахунок цього усун ути настройку нелінійного змішувача. Застосування синхронного детектора та фазового коректора дозволяє проводити детектування з високою чутливістю і завадостійкістю. На фіг.1 показана функціональна схема приймача амплітудно-модульованих коливань, на фіг.2 - діаграми режимів роботи поглиблювача модуляції приймача. Приймач амплітудно-модульованих сигналів містить: Селективне вхідне коло (СВК) 1, двохвходовий нелінійний змішувач (НЗМ) 2, ге теродин (ГЕТ) 3. поглиблювач модуляції (ПМ) 4, синхронний детектор (СД) 5, фільтр низької частоти (ФНЧ) 6, фазовий коректор (ФК) 7. Вхід селективного вхідного кола 1 є входом приймача, вихід фільтра низької частоти 6 є ви ходом приймача. Один вхід нелінійного змішувача 2 є з'єднаний з виходом селективного вхідного кола 1, другий вхід нелінійного змішувача 2 з'єднаний з гетеродином 3. Вхід поглиблювача модуляції 4 з'єднаний з виходом нелінійного змішувача 2. Сигнальний вхід синхронного детектора 5 з'єднаний з виходом поглиблювача модуляції 4, керуючий вхід син хронного детектора 5 з'єднаний з виходом фазового коректора 7, вихід синхронного детектора 5 з'єднаний з входом фільтра низької частоти 6. Вхід фазового коректора 7 з'єднаний з гетеродином 3. Приймач амплітудно-модульованих сигналів працює наступним чином: При відсутності на вході селективного вхідного кола 1 сигналу коливання гетеродину 3 з постійною амплітудою і частотою wр на виході нелінійного змішувача 2 утворюють спектр коливань з частотами, кратними частоті гетеродина (0, wр, 2 wр, 3 wр,...). При наявності на вході селективного вхідного кола 1 амплітудно-модульованого сигналу проходить модулювання згаданих гармонічних складових і перенос модуляції з коливань сигналу на гармонічні складові вихідних коливань нелінійного змішувача 2 з частотою гетеродина 3. Останні використовуються як коливання проміжної частоти. Нехай нелінійний змішувач 2 описується залежністю де А - параметр змішувача 2. Якщо подати на нього коливання гетеродина 3 з амплітудою Р і частотою wо і сигнал х з амплітудою X і часто тою w х то на основі (1), (2), (3) отримаємо, що спектр коливань на виході змішувача 2 буде Амплітуди спектру, очевидно, будуть залежати від амплітуд коливань гетеродину 3 і сигналу і можуть бути знайдені за (1), (2), (3). Якщо селективним елементом, що є на виході нелінійного змішувача 2, вибрати коливання Yp з частотою wр ге теродина 3, то на основі (4) отримаємо Якщо амплітуда X коливань сигналу (при амплітуді Хн несучої) є модульованою з глибиною модуляції m то вихідні коливання нелінійного змішувача 2, згідно з (7) і (6), будуть теж модульовані. їх амплітуда буде змінюватися за законом: якщо сигнал є малим (Хн « Р) і глибина його модуляції є нормальною m < 0,5 (m 2 « m) то, згідно з (8). отримуємо і Глибина модуляції m р коливань з частотою гетеродина 3 на виході змішувача 2, згідно з (9), є рівною і при малих сигналах (Хн < Рн) буде дуже малою (m р « m). Отже, на виході змішувача 2 коливання з частотою гетеродина 3 є великими, але слабо модульованими. Тому вихідні коливання змішувача 2 непотрібно підсилювати, а лише необхідно поглиблювати їх модуляцію. Поглиблення модуляції здійснюється за допомогою відсікання амплітудно-модульованих коливань з малими кутами відсічки з наступним селективним виділенням першої гармоніки. Фактично поглиблювач модуляції 4 - це кількакратне відсікання коливань з частотою гетеродина 3 і подальшим вибором його першої гармоніки. Так що коефіцієнт передачі поглиблювача модуляції 4 близький до 1, що зумовлює можливість зробити його стійким до самозбудження ступенем приймача. Роботу поглиблювача модуляції 4 пояснюють діаграми сигналів на фіг.2. Слабомодульовані коливання у3(t) з частотою ге теродина 3, вибрані селективним елементом з виходу нелінійного змішувача 2, подаються на поглиблювач модуляції 4. Він за рахунок обмежувальної характеристики Yn(Y3) відсікає з малим кутом відсічки сигнал yо(t). Селективний елемент поглиблювача модуляції 4, настроєний на частоту гетеродина 3, знов відновлює сигнал з виходу змішувача 2 з частотою гетеродина 3 Ye(t), але вже з більшою глибиною модуляції. Останні подаються на синхронний детектор 5, який керується коливаннями гетеродина 3. Фазовий зсув коливань, вносимий поглиблювачем модуляції 4, коректується фазовим коректором 7. Оскільки коливання, що подаються на детектор 5 і гетеродин 3 є одної частоти, то детектування можемо проводити синхронним детектором 5, який має високу чутливість і завадостійкість. Синхронність коливань на входа х синхронного детектора 5 можна підкоректувати фазовим коректором 7. Після фільтру низької 6 частоти сигнал низької частоти підсилюється звичайним підсилювачем низької частоти.