Детекторы радиоимпульсов

Общие положения детектирования импульсных сигналов

Вопрос 2 Детекторы импульсных сигналов.

В импульсных системах радиосвязи информация передается с помощью модулированных радиоимпульсов. Для модуляции мо­жет быть использовано изменение в соответствия с передаваемым. сигналом одного из параметров импульса: амплитуды — амплитуд­но-импульсная модуляция (АИМ), ширины или длительности — широтно-импульсная модуляция (ШИМ), частоты следования — ча­стотно-импульсная модуляция (ЧИМ), фазы или времени появле­ния — фазо-импульсная модуляция (ФИМ). Передаваемое сооб­щение может быть закодировано в изменяющихся параметрах пач­ки импульсов — импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). В прием­никах импульсных сигналов различные виды модуляции обычно преобразуются в АИМ, что упрощает их детектирование. При этом исходным сигналом для детектирования является последова­тельность АМ-радиоимпульсов.

Детектирование АМ-радиоимпульсов может быть одно- и дву­кратным. Однократное детектирование состоит в непосредствен­ном преобразовании АМ-радиоимпульсов (U₁ на рисунке 2.1,а) в напряжение, форма которого изменяется в соответствии с огиба­ющей последовательности детектируемых импульсов (U₂, на рисунке 2.1,6). Такое детектирование производится с помощью пиковых детекторов. Пиковыми называют детекторы радио или видеоим­пульсов, напряжение на выходе которых пропорционально ампли­туде или, как иногда говорят, пиковому значению импульсов.

На первой стадии двукратного детектирования радиоимпуль­сы преобразуются в видеоимпульсы, форма которых повторяет огибающую отдельных радиоимпульсов (U₃ на рисунке 2.1,в). Та­кое преобразование осуществляется с помощью детекторов, назы­ваемых импульсными. Вторая стадия двукратного детектирования состоит в пиковом детектировании полученных видеоимпульсов.

Важным преимуществом двукратного детектирования перед пиковым детектированием является возможность усиления видео­импульсов, так как получить высокий коэффициент передачи пи­кового детектора радиоимпульсов достаточно сложно, а усилить постоянное или медленно изменяющееся напряжение на выходе пикового детектора радиоимпульсов сложнее, чем усилить видео­импульсы после импульсного детектора.

Рисунок 2.1 – детектирование радио импульсов: а – детектируемая последовательность радиоимпульсов; б – огибающая последовательность радиоимпульсов; в – последовательность видеоимпульсов, полученных детектированием отдельных радиоимпульсов

Принцип действия и схемы детекторов радиоимпульсов, как импульсных, так и пиковых, не отличаются от принципа действия л схем рассмотренных ранее амплитудных детекторов непрерыв­ных сигналов. Отличие состоит только в требованиях к постоян­ной времени цепи нагрузки и в большем значении переходных процессов в детекторе.

Рассмотрим работу импульсного детектора радиоимпульса, оги­бающая которого имеет прямоугольную форму (рисунок 2.2,а). Из-за влияния инерционности цепи нагрузки детектора выходное напряжение будет повторять форму огибающей радиоимпульса с искажениями(рисунок 2.2,б). Задача – выбор параметров схемы, обеспечивающих минимальные времена установления t_уст и спада t_сп выходного импульса.

Рисунок 2.2 – Искажение огибающей радиоимпульса при детектировании: а - детектируемый радиоимпульс, б - огибающая радиоимпульса после детектирования

Очевидно, что для обеспечения малой инерционности цепи на­грузки CR_н необходимо выбрать минимальные емкость и сопро­тивление нагрузки. Емкость нагрузки С ограничена снизу требо­ванием фильтрации напряжения промежуточной частоты, обеспе­чивающей устойчивость работы приемника. Сопротивление рези­стора R_н выбирается из условияR_н≥(1…3)T₀/С, где T₀—пери­од колебания промежуточной частоты.

Рисунок 2.3 – Пиковое детектирование последовательности радиоимпульсов

При пиковом детектировании радиоимпульсов необходимо, что­бы конденсатор нагрузки С не успевал заметно разрядиться за время между импульсами T_i—T _и (рисунок 2.3). Для этого должно выполняться условие R_нC>> T_i—T _иили при T_i >> T _и.

R_нC>> T_i (2.1)

Другим условием для определения значений параметров цепи нагрузки является условие безинерционности (1.22).

Анализ работы пикового детектора радиоимпульсов показыва­ет, что его характеристики аналогичны характеристикам ампли­тудного детектора непрерывных сигналов, у которого сопротивле­ние нагрузки уменьшено в q раз, где q = T_i/T _и— скважность де­тектируемых импульсов. Поэтому в пиковом детекторе радиоим­пульсов сложно получить большой коэффициент передачи, так как для этого необходимо резко увеличить сопротивление нагрузки R_н, что не всегда позволяет одновременно обеспечить условия (1.22) и (2.1). Вследствие этого пиковое преобразование радио­импульсов целесообразно проводить двукратным детектированием.

Дата добавления: 2014-01-07