Амплитудное детектирование
При амплитудной модуляции несущего сигнала вариации Am измеряемой величины точно отображаются изменением во времени амплитудных значений выходного напряжения измерительной цепи (рис. 3.27). Так, например, когда модулируемый (несущий) сигнал представляет собой синусоидальное напряжение с круговой частотой то
Амплитудный детектор, основными элементами которого являются диод и контур (фильтр низкой частоты) R—C (рис. 4.22), при подаче на его вход амплитудно-модулированного сигнала выдает напряжение
,
где Tj — эффективность детектирования , .
Близкое к единице значение т получается, когда граничная частота #С-фильтра /с» , такова, что несущая частота ft сильно ослабляется, тогда как спектр полезного сигнала, простирающийся до частоты /дг, сохраняется. Это достигается при
Постоянная составляющая детектируемого напряжения, г\Е/, должна быть устранена с помощью фильтра верхних частот или вычитающей схемы, если значение постоянной составляющей определено предварительно при , .
4.4.2. Синхронное детектирование
Блок-схема синхронного детектирования амплитудно - модулированного сигнала vm приведена на рис. 4.23.
Свое название такое детектирование получило благодаря использованию вспомогательного источника опорного сигнала, синхронного по частоте и синфазного с модулируемым сигналом несущей. Синхронное детектирование связано с преобразованием спектра частот входного сигнала и смещением его по оси частот путем умножения этого сигнала на опорный, и узкополосной низкочастотной фильтрацией сигнала ов преобразованной (Промежуточной) частоты е выделением при этом полезного сигнала, содержащего информацию об измеряемой величине.
, Работу синхронного детектора рассмотрим на примере гармонических сигналов. Результаты этого рассмотрения могут Фыть распространены на периодические сигналы любой формы. Предположим, что модулированный измерительный сигнал вписывается выражением
TO характерно, например, для моста Уитстона с двумя дифференциальными включенными резистивными датчиками с чувствительностью 5 и коэффициентом ,
Опорное напряжение vT, синхронное гармоническому напряжения источника (генератора) измерительной цепи, описывает-ffi выражением
Множительное устройство выдает напряжение,
(чаше всего£=*10В).
После подстановки получим
При
Где
Назначение фильтра нижних частот заключается в выделении» полезной составляющей , , содержащей искомую информацию, с подавлением высокочастотной составляющей i4Amcos2co,/. Это не представляет проблем при условии, что максимальная частота /дг спектра измеряемой величины существенно меньше, чем частота /, несущей.
Когда имеется сдвиг фазы тр между модулируемым и опорным напряжениями, т. е.
и
то напряжение на выходе перемножающего устройства
При этом амплитуда ,низкочастотной полезно* доставляющей, выделяемой фильтром, оказывается уменьшенной. I соответствии с коэффициентом cosц.
В случае индуктивного датчика с комплексным импедансом, когда и активная, и реактивная составляющие выходного импеданса датчика зависят от измеряемой величины, модулированное напряжение измерительной схемы включает две составляющие: одну в фазе, а другую — сдвинутую по фазе 90° относительно напряжения питания схемы (модулируемого оригинала), т. е.
Синхронное детектирование позволяет выделить каждую из упомянутых составляющих. Если умножить ,,/, то после фильтрации (с помощью фильтра нижних частот) на выходе перемножающего устройства получим состав-
ляющую , Дт, тогда как умножение на
позволяет выделить составляющую ,.
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 2113;