Дискриминатор
В качестве дискриминатора (лат. Discriminare = отдельная часть) могут использоваться различные устройства или сборки в рамках обозначенных устройств в технике связи, электронике и контрольно-измерительных приборах. Дискриминаторы используются для оценки аналоговых или цифровых сигналов, включая демодуляцию частотно-модулированных сигналов (FM-сигналы).
Оценка частотно-модулированных сигналов
ЧМ-дискриминатор преобразует частотную модуляцию (ЧМ) в амплитудную модуляцию (АМ) или широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), которая затем демодулируется. Описанные здесь FM-дискриминаторы - не единственные способы демодуляции FM; Есть также совпадение демодулятор и PLL демодулятор. Демодуляторы ФАПЧ иногда также называют дискриминаторами, хотя они работают по другому принципу. Демодулятор совпадений также иногда называют дискриминатором совпадений и, с другой стороны, фазовый дискриминатор (см. Ниже) как фазовый демодулятор .
Фазовый дискриминатор
Модулированное напряжение передается на центральный отвод катушки L2 через конденсатор связи Ck (см. Принципиальную схему). В то же время в катушке L2 индуцируется напряжение, которое добавляется один раз в том же направлении и один раз в противоположных направлениях с двумя результирующими половинными напряжениями. Круги настроены таким образом, что напряжения, выпрямленные диодами на R1 и R2, вычитаются до нуля на средней частоте. Когда частота изменяется, эти напряжения больше не те же самые. На выходе создается напряжение, пропорциональное модулирующей низкой частоте. Весь процесс перед демодуляцией соответствует преобразованию частоты в фазу и, наконец, в амплитудную модуляцию.
Фазовый дискриминатор используется в старых УКВ и телевизионных приемниках для демодуляции и генерации управляющего напряжения AFC .
Детектор соотношения
Детектор соотношения выдает сигнал, который зависит от относительного отклонения частоты по сравнению с его резонансным контуром. Он устроен аналогично фазовому дискриминатору, но диоды переключаются в противоположных направлениях, и выпрямленные напряжения складываются. Выходное напряжение снимается между двумя резисторами и между двумя конденсаторами. Вместо конденсатора Ck есть третья катушка между центральным выводом L2 и центром между двумя конденсаторами.
При частотной демодуляции детектор отношения имеет то преимущество, что он меньше подвержен влиянию амплитудных колебаний.
Счетный дискриминатор
Счетный дискриминатор считает импульсы в единицу времени и генерирует напряжение, пропорциональное изменяющейся частоте импульсов, например, генерируемое из частотно-модулированного сигнала переменного напряжения.
Он служит тебе. а. в цифровых радиоприемниках для демодуляции или отображения частоты приема.
Счетный дискриминатор выдает сигнал, зависящий от абсолютной частоты.
Дискриминатор ширины импульса
Дискриминатор ширины импульса основан на преобразовании частотной модуляции в широтно-импульсную модуляцию с помощью монолокации, запускаемой частотой, подлежащей демодуляции . Сигнал, пропорциональный частоте, может быть получен из напряжения с широтно-импульсной модуляцией с проходом нижних частот .
Он используется, например, для измерения и контроля скорости или также для измерения расхода на основе сигнала от инкрементального энкодера , но было также несколько приемников VHF (например, Kenwood KT-1000, KT-1100), которые передают FM-сигнал. демодулировал дискриминатор ширины импульса (детектор счета импульсов).
Дискриминатор ширины импульса выдает сигнал, зависящий от абсолютной частоты.
Другой монофлоп может использоваться для генерации цифрового сигнала всякий раз, когда частота превышает или опускается ниже определенного значения. Дискриминатор частотного окна (см. Ниже) может быть настроен на три монофлопа.
Оконный дискриминатор
Окно дискриминатор используется для оценки уровня напряжения постоянного тока . Оконные дискриминаторы часто состоят из операционных усилителей, подключенных как компараторы . Они сравнивают входное напряжение с двумя уровнями напряжения, определяемыми схемой, которые определяют «окно». Для этой цели верхний и нижний предел диапазона напряжения осуществляется от опорного напряжения до одного компаратора. Цифровые выходы двух компараторов являются выходами оконного дискриминатора. Они сообщают, находится ли входное напряжение ниже, в пределах или выше области окна. Два выходных сигнала могут быть связаны друг с другом для дальнейшей оценки, например, для формирования сигнала «внутренний / внешний», например, чтобы принять правильное (в пределах допуска или диапазона окна) или плохое (вне диапазона допуска) решение при производстве электронных компонентов. .
Другими примерами применения являются обнаружение повышенного и пониженного напряжения (сетевое напряжение, аккумуляторы) или оценка переменных процесса (например, слишком большой расход воды - правильный - слишком маленький).
Оконные дискриминаторы также могут быть реализованы в цифровом виде для оценки частот или в виде программного обеспечения в микроконтроллере .
Технология измерения радиации
Дискриминаторы также используются при обработке аналоговых импульсов, например, от детекторов частиц и излучения . Эти дискриминаторы используются для дифференциации полезных сигналов от других, более мелких импульсов (например, от темнового тока детектора) или для получения отметок времени появления импульсов.
Дифференциация высоты пульса
Пороговый дискриминатор
Дискриминатор порога по сути является компаратором . Он выдает стандартный импульс, когда входной импульс превышает выбранный уровень напряжения.
Одноканальный анализатор
Одноканальный анализатор содержит два идентичных пороговых дискриминатора с разными пороговыми напряжениями; он работает аналогично оконному дискриминатору, упомянутому выше. Стандартный выходной импульс появляется, когда высота входного импульса находится в «окне». Если окно напряжения постепенно смещается с постоянной шириной во всем диапазоне высоты входного импульса, спектр высоты импульса , то есть частотное распределение высот импульсов, может быть измерен путем регистрации выходных импульсов (при условии, что это распределение и общая частота импульсов в единицу времени изменяются в течение продолжительность измерения).
Название было выбрано на основе многоканального анализатора , который также используется для анализа (измерения) амплитудных спектров импульсов.
Получение отметки времени
Для измерения совпадений входные импульсы разной высоты и u. Может быть получен определенный логический сигнал в различных формах. В более простых случаях достаточно порогового дискриминатора с относительно низким порогом. Однако это приводит к систематической зависимости момента времени от высоты импульса, потому что импульсы обычно имеют более или менее постоянное время нарастания , так что более высокий импульс, рассчитанный с начала сигнала, превышает порог раньше, чем меньший.
Эта зависимость (называемая ходьбой ) устраняется или уменьшается с помощью дискриминатора, который определяет момент времени не по превышению фиксированного порогового напряжения, а по достижению определенной части высоты импульса. Это устройство называется английским дискриминатором постоянной дроби . Возможный немецкий термин - «пропорциональный дискриминатор».
литература
- Современные технологии радиоприема , Мартин Герхард Вегенер, Францис-Верлаг, Мюнхен 1985, ISBN 3-7723-7911-7 и Yüce-Group, Стамбул 1989, ISBN 975-411-058-1
- Эксперт в области радио, телевидения и информационной электроники , Europa-Verlag 2000, ISBN 3-8085-3284-X
- Сигналы - Процессы - Системы , Ульрих Карренберг, Springer-Verlag 2002, ISBN 3-540-41769-9
- Обнаружение и измерение радиации , 2-е издание, GF Knoll, Wiley, New York 1989