Детектор К174ХА4
(рис 1.36)Он предназначен для фазовой автоподстройки частоты. Детектор может работать как синхронный АМ детектор и как узкополосный фильтр с полосой пропускания до +-1% относительно центральной частоты. Он применяется в диапазоне частот от 1 Гц до 15 МГц с регулируемым диапазоном слежения +-(1...15%).
На структурной схеме (рис. 1.36,а): 1 - фазовый компаратор; 2 - фильтр НЧ; 3 - первый усилитель; 4 - второй усилитель; 5 - ограничитель; 6 - генератор, управляемый напряжением; 7 - перемножитель; 8 - третий усилитель. Вход для АМ сигнала - вывод 4, а выход демодулированного сигнала - вывод 1.
Основные параметры детектора: минимальная рабочая частота 0,1 Гц; максимальная рабочая частота 30 МГц; ток потребления 10 мА; минимальный уровень сигнала, необходимый для режима слежения петли, 100мкВ: динамический диапазон 60 дБ; температурный коэффициент частоты генератора управляемого напряжения +-0,06%/град.; коэффициент управления по напряжению питания +-0,3%/град.; входное сопротивление 2 кОм; входная ёмкость 4 пФ; входное постоянное напряжение 4 В; выходной постоянный уровень 14 В; амплитуда выходного сигнала 4 В; подавление амплитудной модуляции 40 дБ.
Входной сигнал с частотой fc поступает на фазовый коммутатор (перемножитель), а на другой вход коммутатора подаётся напряжение образцового генератора, частота которого управляется напряжением, прошедшим фильтр НЧ и усилитель. При отсутствии входного сигнала ГУН настроен на центральную частоту входного сигнала. В этом случае на выходе перемножителя сигнал отсутствует и генератор не управляется. Если на вход подать сигнал, то на выходе перемножителя будет сигнал рассогласования, пропорциональный разности частот и фаз между взаимодействующими сигналами. Полярность напряжения ошибки может быть положительной и отрицательной в зависимости от того, какой из сигналов является ведущим по фазе. Напряжение ошибки подаётся на фильтр НЧ, где ослабляются высокочастотные составляющие. Сглаженное напряжение усиливается и поступает на вход ГУН. Частота сигнала ГУН изменяется таким образом, чтобы с уменьшением напряжения ошибки уменьшалась разность частот между входным и гетеродинным сигналами. Напряжение ошибки уменьшается до тех пор, пока частоты сигнала и ГУН не уравняются, но между ними остаётся конечная разность фаз, которая здесь оказывается сигналом рассогласования, необходимым для удержания петли ОС в режиме смещения.
На рис. 1.36,б показана зависимость частоты ГУН от ёмкости времязадающего конденсатора. Зависимость диапазона слежения от уровня входного сигнала для разных значений тока управления показана на рис. 1.36,в. На рис. 1.36,г представлена температурная зависимость минимальной амплитуды входного сигнала, необходимой для режима захвата при f=2 МГц. Изменение диапазона слежения от температуры показано на рис. 1.36,д (прямая 1 - границы максимальных значений диапазона, прямая 2 - границы типовых значений). Зависимость частоты ГУН от тока управления по выводу 6 показана на рис. 1.36,е.
С помощью микросхемы можно строить модуляторы и демодуляторы сигналов. Детекторы ЧМ сигналов стоят на выходе усилителя ПЧ 10,7 МГц. На рис. 1.36,ж показана схема детектора ЧМ сигналов без катушки индуктивности. Однако применение микросхемы К174ХА4 не обеспечивает высокого качества демодуляции широковещательных ЧМ сигналов: во-первых, ГУН имеет недостаточную термостабильность, во-вторых, простой фильтр не может полностью отфильтровать несущую и на выходе имеется её пролезание. Для ЧМ детектора типичны следующие характеристики: порог детектирования 120 мкВ; амплитуда демодулированного сигнала 60 мВ; уровень нелинейных искажений 0,3%; отношение сигнал-шум 35 дБ.
Микросхема работает в режиме детектора АМ сигнала как синхронный детектор (рис. 1.36,з). Усиление преобразования АМ сигнала составляет 12 дБ, подавление сигналов вне полосы преобразования 30 дБ, уровень нелинейных искажений 1%.
