|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Anahtar senkron dedektörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Radyo amatör tasarımcısı Anahtar senkron dedektörün çalışma prensibi Şekil 1'de gösterilmektedir. XNUMX.
Cihazın diferansiyel girişi vardır. Yüksek hızlı bir elektronik anahtara antifazda iki eşit algılanan sinyal uygulanır. Basitlik açısından, Şekil 1'de. 0 adet anahtar mekanik olarak gösterilmiştir. Bunun ideal olduğunu varsayacağız, yani. anahtarlama anında gerçekleşir ve kapalı durumdaki direnci sıfırdır. Anahtarın çalışması genellikle referans olarak adlandırılan bir sinyal tarafından kontrol edilir. Referans sinyalinin anahtarın çalışmasını kontrol etmesine izin verin, böylece hareketli kontağı her zaman pozitif voltajın mevcut olduğu girişe bağlanır. Bu, referans sinyalinin tespit edilen sinyalle senkronize olması durumunda mümkündür, bu nedenle bu dedektöre senkronize denir. Kesinlik sağlamak için, tespit edilen sinyal ile referans sinyal arasındaki j = 2 faz kayma açısı kavramını tanıtmak faydalıdır, bu durumda j = XNUMX. Anahtarın çıkışında, tam dalga ile aynı şekle sahip bir sinyal elde ederiz. düzeltilmiş sinyal Bu sinyal daha sonra, düzeltilmiş voltajın dalgalanmalarını yumuşatan entegre bir RC devresinden geçer. Zincirin çıkışındaki voltaj XNUMX/PI*Uc'ye eşit olacaktır. Doğrusal olmayan elemanların katılımı olmadan doğrultma gerçekleşti. Burada senkron bir dedektörün ilk dikkate değer özelliğini keşfediyoruz: tespit edilen sinyalin herhangi bir genliğinde doğrusal olarak tespit etme yeteneği. Bu, onu birçok uygulama için son derece çekici kılmaktadır. Ne yazık ki, senkronize bir referans sinyalinin uygulanması her zaman mümkün değildir. Referans sinyalinin fazı 180° değiştirilirse, anahtar giriş voltajının yalnızca negatif yarım dalgalarını geçireceğinden çıkış voltajının polaritesi değişecektir. Faz kayması 90° ise, Şekil 1'de görülebileceği gibi anahtar hem pozitif hem de negatif yarım dalgaları geçecektir. 2. Entegre zincirin çıkışında sinyal sıfır olacaktır. Cihaz devresinin rastgele bir faz kaymasıyla analizi, bu durumda entegre zincirin çıkışında sinyalin XNUMX/PI*Uccos(f)'ye eşit olduğu sonucuna varır. Senkron dedektörün ikinci dikkat çekici özelliği faz özellikleridir. Faz dedektörü olarak çalışabilir. Böyle bir faz dedektörünün uygulamalarından birini ele alalım. 2/PI*Uccos(f) çıkış sinyalini üreten bu senkron dedektöre ek olarak, referans sinyalinin fazı ek olarak 90° kaydırılan benzer başka bir dedektör kullanırsak, o zaman bunun çıkışında ilave dedektör kullanıldığında sinyal 2/PI*Ucsin (f)'ye eşit olacaktır. Sonuç olarak sinyalin aktif ve reaktif bileşenlerini ayırmak mümkün hale gelir. Daha sonra senkron bir dedektörün asenkron modda çalışmasını ele alacağız. Fc tespit edilen sinyalin frekansı, F0 referans sinyalin frekansı olsun, o zaman bu sinyaller arasındaki faz kayması j = (Fc - F0)t'ye eşit olacaktır. Sonuç olarak, senkron dedektörün çıkışı sabit değil, farklı frekansta alternatif bir voltaj üretir. Bununla birlikte, bu voltaj, artan fark frekansıyla voltaj genliğini azaltan entegre bir RC devresinin çıkışında elde edilir. Senkron dedektörün çıkışındaki toplam voltaj değeri şu ifadeyle belirlenir:
Bu sinyalin genliğinin frekansa bağımlılığı, kalite faktörü Q = F0RC, bant genişliği df = 1/(PI*RC) ve rezonans frekansı F0 olan geleneksel bir salınım devresininkiyle aynıdır. Ancak ciddi bir niteliksel fark var. Salınımlı bir devreyle uğraştığımızda, çıkışındaki frekans her zaman uygulanan sinyalin frekansına eşittir. Senkron bir dedektör için, çıkış sinyalinin frekansı, referans sinyalin frekansları ile tespit edilenin frekansları arasındaki farka eşittir. Salınım devresi tek bir rezonans frekansına sahiptir ve senkron dedektör, referans sinyal frekansının tüm tek harmoniklerinde rezonans maksimumları sergiler. İncirde. Şekil 2, kalite faktörü 100 olan bir senkron detektörün frekans tepkisini göstermektedir. Rezonanslar sıfır frekansta, referans sinyalinin frekansıyla çakışan bir frekansta, frekansın üç katında ve referans sinyalinin tüm diğer tek harmoniklerinde gözlemlenir. Bu çoklu frekans, senkron bir dedektörün kullanımını zorlaştırır ve bu dezavantajı önlemek için, senkron dedektörün önüne, istenmeyen geçiş bantlarını bastıran geleneksel bir frekans seçici sistemin kurulması gerekir. Senkron dedektörün üçüncü dikkat çekici özelliği frekans seçici özellikleridir.
Senkron bir dedektör senkron modda çalışırsa ve modüle edilmiş bir sinyal tespit ederse, tespit edilen sinyal için frekans seçici özellikleri görünür. Algılanan sinyal için senkron dedektörün bant genişliği yarıya indirilir: sd = 1/(2*PI*RC) Senkron dedektörün kalite faktörü ve bant genişliği, RC zincirinin parametreleri seçilerek son derece kolay bir şekilde değiştirilebilir. Çok düşük bir kalite faktörü ve geniş bir bant genişliği elde edebileceğiniz gibi, son derece yüksek bir kalite faktörü ve dar bir bant genişliği de elde edebilirsiniz. Örneğin, 1 MΩ direnç ve 1 μF kapasitans ile 1 MHz frekansta, 6,28 * 106 kalite faktörü ve 0,3 Hz bant genişliği elde ederiz. Böyle bir kalite faktörü iyi bir kuvars rezonatörle bile elde edilemez. Bu arada 0,001 Hz'lik bir bant genişliğine bile ulaşılabilir. Ancak böyle egzotik bir bant yalnızca son derece zayıf sinyalleri ölçerken gerekli olabilir.
Senkron bir dedektörün frekans seçici özellikleri, entegre bir RC devresi yerine daha yüksek dereceli bir alçak geçiren filtre kullanılarak önemli ölçüde geliştirilebilir. Böylece, ikinci dereceden bir filtreyle, frekans seçimi için iki bağlı devreli bir filtre kullanıldığında elde edilenle aynı frekans yanıtını elde edebilirsiniz. Dördüncü dereceden bir filtre, dört döngülü toplu seçim filtresiyle aynı etkiyi üretecektir. İncirde. Şekil 3, entegre bir RC devresi yerine kullanılabilecek ikinci dereceden aktif filtre devresinin bir örneğini göstermektedir. Böyle bir filtrenin bant genişliği df=1/(2*PI/RC) Senkron dedektör en sık senkron modda kullanılır. Bunu yapmak için senkronize bir referans sinyaline sahip olmanız gerekir. Dedektör herhangi bir kapalı ölçüm kompleksinin parçasıysa, genellikle senkronize referans sinyali oluşturmada herhangi bir sorun yaşanmaz. Dışarıdan gelen sinyallerin, örneğin radyo sinyallerinin tespit edilmesinde zorluklar ortaya çıkar. Televizyonda, görüntü taşıyıcı sinyalin özel bir frekansı referans frekansı olarak kullanılır. Yayın alımı için referans sinyali bir PLL sistemi kullanılarak organize edilebilir. Bu sorunu çözmek için özel entegre devreler üretilmektedir. Asenkron modda, çıkış bir fark frekans sinyali üretir. Bu istenmeyen bir durumsa aşağıdakileri yapabilirsiniz. Referans sinyalleri 90° kaydırılan iki senkron dedektörün kullanılması gereklidir. Bu dedektörlerin çıkışlarından elde edilen sinyallerin kareleri alınmalı ve toplanmalıdır. Daha sonra elde edilen miktardan karekökü çıkarın. Sonuç, fark frekansını içermeyen bir sinyaldir:
İki analog anahtar kullanarak klasik senkron dedektör devresini uygulamak kolaydır (Şekil 4).
Böyle bir dedektör 1 MHz'e kadar frekanslarda çalışabilir. Giriş ve referans sinyal şekillendiricilerle birleştirildiğinde cihazın biraz hantal olduğu ortaya çıkıyor. Bu nedenle bazen Şekil 5'deki şemaya göre daha basit bir seçeneği tercih edebilirsiniz. XNUMX.
Bu dedektör aşağıdaki gibi çalışır. Anahtarın negatif giriş sinyalleri için açık, pozitif giriş sinyalleri için kapalı olduğunu varsayalım. Anahtar açıkken, kazancı -1 olan bir evirici amplifikatör elde ederiz ve op-amp çıkışındaki negatif giriş voltajı pozitif olur. Anahtar kapalıysa cihaz tekrarlayıcı özelliğini kazanır. Sonuç olarak, işlemsel yükseltecin çıkışında tam dalga doğrultulmuş bir sinyal elde ediyoruz. Tuş işleminin diğer aşamaları sırasında, klasik tuş senkron dedektördekiyle aynı çıkış sinyallerini elde ederiz. Bu seçenek öncekine göre önemli ölçüde daha düşük bir performansa sahiptir, 10 kHz'e kadar frekanslarda kullanılabilir. En hızlı anahtar senkron dedektör, sinyal çarpanına dayalı olarak elde edilebilir. Çalışma prensibi basittir. Tespit edilen ve referans sinyaller aynı işarete sahipse, çarpma sonrasında tespit edilenin şeklini koruyan pozitif bir sinyal elde ederiz. Endüstri birçok türde sinyal çarpanı üretir. Bunlardan yalnızca bazıları analog sinyalleri çoğaltma yeteneğine sahiptir (örneğin, K525PS2) ve bunlara dayanarak klasik olanın özelliklerine sahip bir anahtar senkron dedektör devresi oluşturmak mümkündür. Sinyal çarpanlarının çoğu, radyo alıcı ekipmanlarda frekans dönüştürücüler olarak amaçlanan amaçları doğrultusunda kullanılır (genellikle "çift dengeli karıştırıcı" olarak adlandırılır). Senkron dedektör olarak da kullanılabilirler ancak çıkış sinyali, gelecekte çıkarılması gerekebilecek bazı sabit bileşenlerin eklenmesiyle diferansiyeldir. Senkron dedektörün olası bir versiyonunun diyagramı Şekil 6'de gösterilmektedir. XNUMX.
Dedektör 1 MHz frekansına kadar çalışır. Daha yüksek frekanslarda, genliği yaklaşık 1 V olması gereken dikdörtgen bir referans sinyalinin oluşumunda zorluklar ortaya çıkar. Algılanan bir sinyalin yokluğunda, bir düzeltme direnci çıkış voltajını sıfıra ayarlar. Cihazın dezavantajı, çıkış voltajının referans genliğine bağlı olmasıdır. Bu dedektör, birkaç yüz megahertzlik frekanslara kadar sinüzoidal bir referans sinyali ile senkronize bir dedektör olarak çalışır, ancak artık bir anahtar senkronize dedektör değil, bir çarpan üzerinde senkronize bir dedektör olacaktır. Aslında, sinyalleri çarparken Uccos(Ft + f) ve Uccos(Ft)'yi elde ederiz 1/2*U0Uc[cos(f)+cos(2Ft+f)] Frekansın iki katı olan ikinci sinyal, dedektör çıkışındaki entegre zincir tarafından bastırılır ve 1/2U0Uccos(f). Niteliksel olarak anahtar senkron dedektördekiyle aynı sonuç, ancak artık referans sinyalinin büyüklüğüne bağımlılık var ve bu, devreleri ölçmek için pek iyi değil. Edebiyat:
Yazarı: Henry Petin
Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor
06.05.2024 Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D
06.05.2024 Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024
▪ MSP430FR5969 - FRAM belleğe sahip yüksek performanslı mikro denetleyici ▪ IO Data'dan harici DVD kaydediciler ▪ Wi-Fi telefon sistemleri için yeni VoIP çipi
▪ site bölümü Düşük frekanslı amplifikatörler. Makale seçimi ▪ makale Solucanı dondurun. Popüler ifade ▪ makale Ne tür dinozorlar soğukkanlıydı veya sıcakkanlıydı? ayrıntılı cevap ▪ Makale Prosedürel Hemşire. İş güvenliğine ilişkin standart talimat ▪ makale Basit bir çok noktalı termometre. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Kristaller - büyük ve küçük. Kimyasal Deneyim
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri