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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Discriminatore di ampiezza dell'impulso. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore La versione del discriminatore proposta all'attenzione dei lettori è progettata per demodulare segnali con modulazione di larghezza di impulso (PWM). Può essere utilizzato per demodulare i segnali FM e nei dispositivi di loopback in cui il segnale FM è preconvertito in PWM; nei generatori di impulsi, può servire a mantenere un ciclo di lavoro costante nella gamma di frequenza operativa. Il discriminatore può essere utile nei dispositivi di automazione, permettendo di fare a meno di regolare la soglia di risposta del dispositivo, poiché corrisponde ad un livello di tensione zero.
La caratteristica del discriminatore è simmetrica rispetto a "zero" (Fig. 1), corrispondente al duty cycle Q degli impulsi all'ingresso del discriminatore: Q=T/a=2, dove T è il periodo di ripetizione dell'impulso, to è la durata dell'impulso. La caratteristica lineare è tanto più quanto più si avvicina alla forma rettangolare del segnale di ingresso; con un segnale di ingresso sinusoidale, è a forma di S. Il grado di curvatura della caratteristica dipende anche dalla frequenza del segnale di ingresso e dalla capacità di carico. Quando la durata dell'impulso devia rispetto al valore di, il nodo genera una tensione di polarità positiva o negativa, a seconda del segno della deviazione, proporzionale alla profondità della deviazione.
Il diagramma schematico del discriminatore è mostrato in Fig.2. Il dispositivo è costituito da due divisori di frequenza per 2, montati sui trigger DD2.1 e DD2.2, e da un rilevatore di fase su un transistor VT1. La sequenza di impulsi con PWM viene inviata direttamente all'ingresso C del trigger DD2.1 e all'ingresso C del trigger DD2.2 - tramite l'inverter DD1.1. Come risultato della divisione della frequenza delle oscillazioni antifase all'uscita diretta di entrambi i trigger, si formano due sequenze di impulsi del tipo "meandro", spostati l'uno rispetto all'altro in fase. Lo sfasamento è proporzionale alla durata dell'impulso ed è compreso nell'intervallo 0 < φ < 180°. La figura 3 mostra i diagrammi di tensione nei punti caratteristici del nodo con il duty cycle degli impulsi di ingresso Q=2. I diagrammi mostrano che lo sfasamento dei segnali in questo caso è di 90°.
Dall'uscita diretta del trigger DD2.1 attraverso il condensatore di disaccoppiamento C1, che elimina la componente costante dallo spettro del segnale, la tensione viene alimentata all'ingresso del rilevatore di fase - allo scarico del transistor ad effetto di campo VT1. Il resistore trimmer R1 viene utilizzato per impostare il livello del segnale di ingresso in modo che non superi il limite superiore della gamma dinamica del demodulatore. In caso contrario, l'asimmetria della sua caratteristica si verifica a causa dell'effetto del rilevamento diretto del segnale di ingresso sulla non linearità del canale del transistor. Il gate del transistor riceve impulsi dall'uscita diretta del trigger DD2.2, garantendo il funzionamento del transistor in modalità chiave. Il filtro R2C2 seleziona la componente diretta della tensione di uscita, proporzionale a f, che viene poi alimentata all'ingresso dell'amplificatore DC. Il diagramma 4 in Fig.3 mostra la forma della tensione di uscita del nodo quando il condensatore C2 è spento. Ovviamente, con duty cycle degli impulsi di ingresso Q=2, la componente costante della tensione è zero. La costante di tempo del filtro viene scelta in base all'applicazione specifica del discriminatore. Il diagramma mostra i valori degli elementi filtranti per il caso di utilizzo del discriminatore come demodulatore di segnali FM con i seguenti parametri: fо==500 kHz, f=12 kHz, O=4 kHz. Con una tensione all'ingresso del rivelatore di fase di 0,5 V, la pendenza della caratteristica è di circa 0,2 mV / kHz, quindi è necessario un amplificatore all'uscita del rivelatore. Resistori e condensatori utilizzati nel nodo possono essere di qualsiasi tipo. Il transistor ad effetto di campo è selezionato con una tensione di interruzione non superiore a 3,5 V. L'impostazione del discriminatore si riduce all'impostazione di un livello di tensione all'ingresso del rivelatore di fase che non provoca uno spostamento "zero" della caratteristica. Applicando un segnale "meandro" all'ingresso del nodo, il resistore di trimming R1 imposta la tensione zero all'uscita dell'amplificatore CC. Una variazione del duty cycle degli impulsi in questo caso dovrebbe essere accompagnata da una deviazione simmetrica della tensione in entrambe le direzioni rispetto a "zero". Autore: A. Rudnev, Balashov, regione di Saratov; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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