Фазовые детекторы. Принцип действия, параметры фазового детектора.

Фазовым детектором (ФД) называется устройство, выходное выпрямленное напряжение которого пропорционально разности фаз двух сравниваемых колебаний, имеющих одинаковую частоту.

ФД используются в качестве демодуляторов фазомодулированных колебаний, фазовых дискриминаторов систем АПЧ, а также в корреляторах.

Обычно к фазовому детектору подводится напряжение сигнала

Uc = Uc Cos(ω t + φ)

И так называемое опорное напряжение

UО = UО Cosω t

С нулевой начальной фазой.

При этом фазовое детектирование осуществляется в виде последовательности двух процессов:

– перемножение Uc и UО

– выделение составляющей

с помощью фильтра нижних частот ФНЧ и подавление составляющих на частоте 2ω.

Анализ (3) показывает, что выходной ток ФД кроме угла φ зависит также от Uc и Uo. Чтобы устранить указанную зависимость, включают амплитудный ограничитель. Такие детекторы получили название фазовых детекторов с внешним ограничением. ФД с внутренним эффектом ограничения имеют совмещенные цепи ограничения и детектирования.

Основные характеристики фазового детектора:

1. Детекторная характеристика в диапазоне углов – φ, + φ

Рис. 1 Амплитудно-фазовая характеристика представляет собой периодическую функцию с периодом, равным 2π.

2. Крутизна характеристики фазового детектора

3. Коэффициент передачи фазового детектора

Кроме того, к характеристикам фазового детектора относятся: входное сопротивление, выходное сопротивление, коэффициент искажения.

Рассмотрим схему балансного фазового детектора.

Рис. 3