Переменное напряжение, подведенное к верхнему диоду Д1, является векторной суммой первичного напряжения АВ и половины вторичного напряжения DE, изображенной вектором М (рис. 11.20).
Рис. 11.20. Принцип действия фазового дискриминатора:
а — векторная диаграмма при f = f0; б — векторная диаграмма при f > f0; в — векторная диаграмма при f < f0; г — характеристика дискриминатора
Соответственно переменное напряжение, подведенное к нижнему диоду Д2, является векторной суммой первичного напряжения АВ и второй половины вторичного напряжения DC, образующей вектор N. Нагрузочные сопротивления детекторов R1 и R2 одинаковы. На резонансной частоте (рис. 11.19, 11.20) переменные напряжения М и N равны друг другу, а следовательно, равны и выходные постоянные напряжения на резисторах R1 и R2. С учетом встречного включения диодов эти напряжения имеют, однако, противоположный знак, в связи с чем результирующее напряжение на всей нагрузке равно нулю. Это значение представляется точкой О на рис. 11.20, г.
Если частота входного сигнала больше резонансной, напряжения АВ и СЕ благодаря действию ограничителя остаются неизменными, однако изменяется разность фаз между ними. Напряжение М (рис. 11.20, б), подведенное к верхнему диоду, больше, чем напряжение N, подведенное к нижнему диоду. В итоге результирующее напряжение на резисторах R1 и R2 положительно, что соответствует точке у на рис. 11.20, г.
Если частота входного сигнала меньше резонансной, то фазовые соотношения между напряжениями таковы, как на рис. 11.20, в, и результирующее напряжение на резисторах R1 и R2 отрицательно (точка х на рис. 11.20, г). Характеристика дискриминатора представлена во всем интервале изменения частоты около резонансного значения. В большом интервале изменений частоты характеристика линейна, т. е. существует пропорциональность между частотой и выходным напряжением. Прямолинейный участок является рабочим участком характеристики дискриминатора. Вне его характеристика нелинейна. Если изменения частоты выходят за пределы, определяемые точками тип, работа происходит уже за пределами полосы пропускания связанных контуров и выходное напряжение убывает до нуля. Вся характеристика по форме близка к латинской букве S.
Что такое детектор отношений?
Схема детектора отношений представлена на рис. 11.21. Она похожа на схему фазового дискриминатора. Разница заключается в последовательном соединении диодов, использовании электролитического конденсатора, включенного параллельно нагрузочным резисторам, и сложении первичного напряжения со вторичным посредством третьей катушки L3.
Рис. 11.21. Детектор отношений
Если изменение входного сигнала меньше, чем напряжение, действующее на электролитическом конденсаторе, диоды не могут проводить и на нагрузке не возникает напряжения сигнала. В любом случае напряжение на нагрузке не может быть больше, чем напряжение на конденсаторе, следовательно, схема детектора отношений действует так же, как ограничитель напряжения.
В условиях работы с ограничением сумма напряжений на конденсаторах C1 и С2 равна напряжению на электролитическом конденсаторе. Напряжение UС1 равно амплитуде напряжения, подведенного к диоду Д1, а напряжение UC2 — соответственно амплитуде напряжения, подведенного к диоду Д2. На резонансной частоте напряжения UС1 и UC2 равны и выходное напряжение, снимаемое между точками А и В, равно нулю.
Если частота сигнала больше резонансной, то переменное напряжение на диоде Д1 больше, чем на диоде Д2, и выходное напряжение положительно. При частоте меньше резонансной это напряжение отрицательно. Сумма напряжений UC1 и UC2 постоянна, поэтому изменения напряжений UС1 и UС2 делятся пропорционально, отсюда и название схемы — детектор отношений.