существует ли частотный детектор

Эта тема уже обсуждалась не здесь и начало было положено а конца нет и не было.
Есть такое распространенное убеждение на основании учебников и мнений что схема частотного детектора очень проста а его настройка очень сложна.
Как это можно объяснить логически? Почему схема проста а настройка сложна? По моему только из-за того что где-то в этой формуле ложь.
Либо слева либо справа. Или схема не простая и настройка сложная либо схема простая и настройка тоже. Второе может быть на практике? Скорее всего нет поэтому правильно первое: схема сложна и настройка сложна.
Что такое сложная схема и сложная настройка схемы? Это НЕДОРАБОТАННАЯ СХЕМА. так или нет? Любая схема требует такой разработки при которой она становится проще, изящнее и одновременно точнее. Сложная настройка схемы скорее всего не обеспечит точность работы-так ведь?

Начнем с дискриминатора

При работе устанавливается режим когда половина Uвых передается на аноды диодов и тогда при смене полярности конденсатора с2 будет открываться либо верхний диод либо нижний. Образуется двухтактный режим работы. Для наглядности проставил знаки заряда в каждом полупериоде ПЧ. То есть куда движется заряд.

Вроде бы все честно, но въедливая теория гласит что избирательность какой из диодов открывать больше вносят фазовые соотношения токов. То есть это фазовый детектор.
Частота настройки катушек равно ПЧ.

А теперь дробный детектор
Теория гласит что он работает также и тоже фазовый но схема отличается. Я нарисовал заряды.

В средней точке С4 С5 образуется условный ноль и он передается на обе обкладки С3 тогда изменение заряда С3 от напряжения ПЧ будет открывать то один диод то второй
за счет инерции С7 уровень напряжения на с4 с5 не может измениться мгновенно.
Избиратеольность какому диоду открываться больше или меньше обеспечивается не частотой настройки катушек, одна одинаковая а фазовыми соотношениями токов через С2 и индуктивную связь катушек.
Режим работы двухтактный.
Образуется узкое место, не поддается расшифровке и переформату- фазовые соотношения токов. Учитывая что схема не симметрична из-за С2 то эти фазовые соотношения образуются как попало, не расчетно, сильно зависят от параметров катушек, емкости с2 и с3 а также настройки катушек.
В этом месте образуется то что называется недоработанность схемы или неполная известность куда сколько ушло. И точно, некоторые источники гласят что теория ЧД остается "сложноватой" то есть несколько эмпиричной, где есть вещи которые только лишь предполагаются а не утверждаются.
Мгновенный расклад зарядов на карте может поставить в ступор. Как видно если емкость с4 и с5 будет небольшой, примерно по 30-50пф то эти кондеры, их заряд будет подчиняться токам ПЧ а не НЧ и постоянному напряжению на С7. И судя по карте зарядов будет ждругая картина работы: либо оба диода открыты либо оба закрыты.
Но из-за несимметричности питания и токов какой-то из диодов всегда будет не полностью открыт или не полностью закрыт что в общем одно и то же.
Но судя по карте заряда в одном из полупериодов точно создаются условия где оба диода открываются одновременно, но один больше другой меньше. В другом полупериоде также закрываются один больше другой меньше. Это не позволяет говорить о наличии ограничительного режима работы т.к. один из диодов всегда открыт больше другого.
Но какое-то ограничение есть.

(Добавление)
В литературе можно прочитать что мол дробный детектор он же содержит ограничитель и потому в дополнительном ограничителе не нуждается. А что вы слышите вращая ручку настройки Ригонда? Фон в промежутках между станциями и дикие искажения при малейшей неточности настройки.
А ограничитель в дробном детекторе хилый или правильно сказать никакой. Его надо дополнять ограничителем на ПЧ. Я это пытался проверить и добавить, хуже то не станет?
А оно стало хуже причем настолько полохело что работа детектора была просто убита. Это не все эксперименты и требуется продолжить но мне не удалось ввести ограничитель на ПЧ в схеме усилителя.
Пока что вывод только один- работа частотного детектора типа дробный описана крайне недостаточно и вероятно неверно.
Насчет дискриминатора там все честнее и понятнее а здесь нет.
В схемах где используется дискриминатор диодный ограничитель ставится в усилитель ПЧ.

Тогда что же улучшили в схеме ЧД дробного типа? Его усложненность работы говорит о том что его ухудшили.
Еще один вывод относительно дробного детектора: если ограничение ПЧ в импульсы нарушает работу дробного детектора то очевидно что ему нравится линейный усилитель ПЧ И ВЕРОЯТНО ДАЖЕ высоколинейный. Высокую линейность получать сложно и потому это еще один фактор ухудшения схемы.
Становится понятно почему производители вводили т.н. "нейтрализацию" по ПЧ чтобы линеаризовать усилитель, как это у них получилось- отдельный вопрос, но по логике так.

Можно кое-что подитожить. Приемник с ЧД типа дискриминатор должен иметь ограничитель в усилителе ПЧ а приемник с ЧД ДРОБНЫЙ должен иметь ЛИНЕЙНЫЙ усилительт ПЧ. Это же разные условия! В первом случае линейности нет вообще т.к. используется ограничение, во втром принимаются спец-меры по линеаризации ПЧ.
Как же так? Разработка должна двигаться последовательно а тут как будто две разных разработки.
В учебники как минимум нужно вписать что для работы дробного детектора требуется линейный усилитель ПЧ, и то есть введение ограничителя в усилител ПЧ для ЧМ не всегда нужно. А сегодня утверждается что всегда нужно вводить ограничение.

Я готов предположить что есть немецкая ветка развития схем и есть американская. Американская это с дискриминатором. Условно.

Немецкая ветка по моему упирается в то что невозможно полностью подавить фон в промежутках между станциями и он очень мешает. Системы бесшумной настройки также только мешают а не помогают и я в основном от них отказываюсь. Система с дробным детектором и линейным УПЧ удобна для совмещенных трактов АМ-ЧМ.
В Германии действовало правило (не знаю насколько длительно) что налоги за приемник взымаются с кол-ва баллонов ламп и при росте их количества резко рос налог и потому в Германии были произведены лампы где в одном баллоне по 2-3 лампы и еще детекторы. Это на налогах экономить. Где-то я читал такую версию.

То есть совмещенные тракты это экономные тракты то есть германская ветка развития схем.

(Добавление)
Решение по прокачке теории устаканилось в виде перемножительного квадратурного детектора и услителя ПЧ с глубоким ограничением.
Это позволило все упрятать в микросхему и упростить настройку но качество звука пострадало.

И вроде бы победа достается глубокому ограничению по ПЧ. Однако такие действия над основой передачи звука (пч это основа) неизбежно должны приводить к порче звука и они приводят но не все признают это. Так, категория "связисты" и "технологи" уверены что звук не портится при глубоком ограничении а другие считают что вероятно может портится или убеждены что портится.

И вот когда я искал детектор для своего тюнера ничто не находилось и проект не стартовал. Ни дискриминатор ни дробный не устраивают по своим качествам и тут обнаружился детектор на расстроенных контурах. По началу дискриминаторный, про который плохие отзывы. Ясно дело, хорошими они быть не могут потому что первичная эзотерика работы схемы+расстройка катушек вносит вероятно такой беспорядок что это не работа вообще. Смешно читать в некоторых постах что мол схемы на расстроенных конурах применяются в спецсвязи, радиорелейке и т.п. Сколько не просил привести примеры так и нет ни одного. Предлагают гуглить а я предлагаю пойти куда-то.
Но начало было положено немцами, в шауб лоренц применили хитрый ЧД на расстроенных контурах.

Микросхема балансно раскачивает 2 контура ПЧ расстроенных относительно центра ПЧ и два диодных АМ детектора выпрямляют но диоды включены разнонаправленно относительно общего провода и согласованно относительно друг друга. То есть несмотря на двухтактную раскачку диоды открываются одновременно и закрываются одновременно и это однотактный режим работы детектора. Но в ж, Радио ошиблись и назвали детектор двухтактным что не есть правда.

(Добавление)
Эта схема Шауб Лоренц дрейфовала в схему демодулятора тюнера Ласпи-005 почти в неизменности.

Потом она была преобразована в более зрительно-удобоваримый вид:

Эта схема не моя и на ней вы найдете некоторые косяки.
Автор схемы так и не удосужился купить диоды ГД507 и на картинке они всего лишь пожелание, а приеник он собрал на не понятных мне диодах поверхностного монтажа. Тщательтное сокрытие деталей не позволило выяснить что же впаял.

А что есть качественная картинка? Она многое объясняет сама по себе.
Увидев всю последовательность а также проведя анализ работы я сделал свою разновидность с питанием от ШП трансформатора:

Стрелками показано направление движения тока из одного АМ детектора в другой. Режим работы однотактный то есть оба диода открыты одноврменно. Для напряжения ПЧ схема балансная и остатки ПЧ подавляются в точке выхода ЧД. Для этой схемы, которая весьма похожа на дробный детектор не нужен линейный УПЧ и можно применить микросхему УО. А можно и линейный применить но перед детектором все равно понадобится ограничитель.
Схема полностью симметричная что я считаю достоинство. Режим S-характеристики - задается полюсами настройкой контуров на 9,8 и 11,6 мгц и уже нет никакой эзотерики соотношений фаз токов. Усложнение на 1 ШП трансформатор и 2 конденсатора связи а в шауб-лоренц и этого нет.

Так был прокачан детектор однотактный. В ж. РАДИО явно ошибочное суждение, поверхностное. 1977г ничего удивительного.
Вблизи центра ПЧ такой детектор также подавляет АМ просто потому что наступает баланс плеч и + на - дает ноль.

(Добавление)
Детектор для лампового приемника

Если таким детектором заменить дробный детектор то отпадает надобность в линейности усилителя ПЧ и более того в него потребуется включить ограничитель чтобы подавить фон (ПАМ). Ограничитель при этом будет абсолютно симметричный (если диоды подобрать) и качество демодуляции повысится. Также можно повысить усиление по ПЧ и общую чувствительность тюнера.
Так был переделан тюнер FISHER KM60 и получена высокая чувствительность при отличном звучании. На сетке последней лампы напряжение -5,6в увеличилось до -23в что соответствует увеличению глубины ограничения и росте усиления по ПЧ.
Отсюда же получен ответ зачем конструкторы в 60-х годах пытались повысить линейность усилителя ПЧ И мучались с невменяемой т.н. "нейтрализацией" которая совсем не так работала как задумывалось. Все дело в дробном детекторе который не желает работать с ПЧ ограниченной.

(Добавление)

Красным выделена полезная информация.
Действительно этот детектор дает мало шума и он не мешает при настройке приемника, но если вы примените УО в микросхеме то шум появится. Если использовать простой ограничитель на даодах то шума не будет и это самый лампофильский вариант.

Про квадратурный демодулятор я писать не хочу особенно, ничем он не примечателен, входной чигнал ПЧ сильно ограниченный перемножается сам на себя и получается подобие звука но порубленное и склееное. Такой звук он как будто искусственный и вот-вот развалится.

Есть еще ФАПЧ "детекторы" но это не детектор, про ФАПЧ надо отдельный трактат сочинять, там много всего не звукового и даже антизвукового.
Тем не менее ФАПЧ демодуляторы по ПЧ считают самыми качественными и они в топовых аппаратах ставились. Но есть сомнения насчет их качества.

(Добавление)

Вот эта схема представляет собой два амплитудных детектора работающих одновременно а не балансно то один то другой. И нагрузкой у них служит второй, соседний детектор.
И когда говорится что мол это частотный детектор тут надо подумать что мы видим. Может эта схема не является частотным детектором? Тогда представьте себе ситуацию:
не частотный детектор в любительском приемнике ЧМ ПЧ порождает звук необыкновенной чистоты и качества. Как такое возможно?

В общем мысль надо не терять, если в 60-х годах или 50-х делали вещание с частотной модуляцией и сделали то звучит по прежнему амплитудная модуляция как видно из схемы а частотность проявляется как елозение по горбам настройки то одного контура то другого. Это просто на словах объяснение. Можно конечно объяснить с применением малопонятных терминов, но это сделает мысль понятнее?
На мой взгляд схема расширяет способности одноконтурного АМ-детектора, который может преобразовывать ЧМ в АМ на скате своей характеристики. Здесь два АМ детектора настроенные на разные частоты 9,8 и 11,6мгц очевидно делают то же самое, но лучше.
И вот я подошел вплотную к заявлению что частотный детектор дезавуирован, его нет.
По сведениям из литературы дискриминатор и дробный детекторы работают на разности фаз токов, а не частот, катушки настроены обе на центр ПЧ и разницы по частоте нет.
Разница фаз токов через диоды дробного детектора говорит о том что его функция как ограничитель мягко говоря плохо выполняется и имеет место как минимум не двустороннее ограничение, частично одностороннее. Выглядит схема более-менее симметрично а вот ее питание точно не симметрично что и создает условия для разности фаз токов и несимметричного ограничения. Если так то либо один либо другой диод может выдавать искажения а в точке сложения они не компенсируются а складываются, накладываются то есть, одно на другое т.к. режим работы заявлен двухтактный. Вторая гармоника в двухтактных выпрямителях не подавляется а напротив выделяется. Но в другом детекторе второй горб выделится с другим знаком и разнице во времени на полпериода то есть усилит первый горб а не компенсирует его.

Но одно условия-разности фаз токов- я вычитал и сразу сказал что детектор-то фазовый а не частотный а вот тот который я привел на схеме тот точно частотный и у него два полюса характеристики S образованы разной настройкой контуров на 9,8 и 11,6мгц. Но кто поручится что он частотный? Никто да и я сам не поручусь и пишу что это два АМ детектора. Выходит нет его частотного вообще, так что ли?

Что удивительно эта схема из двух АМ-детекторов подавляет паразитную ПАМ в центре S-характеристики так же как и дробный детектор или даже лучше него. Опыт простой, берем АМ-генератор ПЧ и настраиваем на центр ПЧ и слышно что модуляция подавлена. Это яростно отрицается на связных форумах, мол не подавляет ничего и вообще от слова совсем. Любят они так говорить и это вранье. Подавляется.

(Отредактировано автором: 13 Сентября, 2018 - 17:22:57)

Цепь протекания тока показана на рисунке. Эта цепь включается только в 1 полупериоде ПЧ а второй ток выключен. Диоды включаются одновременно поэтому нет никакого двухтактного режима работы и нет амплитудного детектирования, на с10 напряжение постоянно и не зависит от модуляции, поэтому диоды только переключают ток 0-1-0-1 и т.д.
Поэтому такой демодулятор справедливо может называться
цифровым однобитным FM демодулятором.
Переход на цифру произошел. DAB+ и РАВИС DRM+ не нужно.
На передатчиках сигнал КСС давно формируют цифровым способом.
Остается сделать цифровой стереодекодер для приемника но это вряд ли.

(Добавление)
Характерно ломает мозг то обстоятельство что в старых двухтактных схемах дискриминаторов рождалась вторая гармоника а здесь она не подавляется но и не рождается.

При разработке ДРОБНОГО ЧАСТОТНОГО ДЕТЕКТОРА был допущен ряд огибок и не точностей и потому его теория глючная а сам он наполовину не работает, работает за счет его не понятых свойств. Так, например дробный детектор приемника Океан-214 представляет собой бред сивой кобылы и из него что-то слышно только по случайности.
Но его функция "ограничитель" полностью не действует. То же самое в приемнике Салют-001, бред сивой кобылы и не действует ограничение и кроме того полярность конденсатора перепутана.
Но... А кто оспаривает эти схемы? Никто. Потому что никто не интересовался как они работают и работают ли вообще а то что слышно из приемника это вовсе ничего не значит. А вот Радиотехника 7111- вы слышали какой у него звук? Обязательно зажмите уши чтобы не портить эстетическое восприятие грязью.
Так что во многих случаях приходится серьезно сомневаться в существовании именно частотного детектора. Вы не поверите но дробный детектор он не частотный а фазовый. У него ток по фазе опережает напряжение и наоборот.

По настоящему честно работает цифровой однотактный демодулятор с двумя частотными полюсами. Никакого амплитудного детектирования, только переключение тока 5350000 раз в секунду, то есть частота семплирования 5,35мгц, почти как DSD 5,6МГц. ЧМ -сигнал радиостанции по сущестсву очень похож на ШИМ как и DSD, но если я назову частотный демодулятор DSD то это будет слишком нагло и SONY будет против так что я предполагаю а не располагаю.

Все хотят перехода на цифру- вот вам цифра, люди! Цифровой однобитный демодулятор. А эту лажу дробный детектор надо вообще запретить изучать т.к. одно вранье и гнусь.

А вот частотный дискриминатор Фостера-силея не вранье, но слишком стар он чтобы забивать себе мозги этой бестолковщиной. Если только для систем авторегулирования процессов в аналоговой технике.

Квадратурный детектор-это существует и повсюду. Рабочая лошадка но для сверхкачественного приема его лучше не брать, если только в составе сильно прокачанных микросхем типа LA1235 тогда можно но диодный демодулятор все равно лучше, дает реально больший ДРАЙВ! Никогда не берите К174ХА6 и ее родительницу германскую, ужас а не микросхема. Также нельзя применять К174ур3 в аппаратуре выше 2-го класса. А вот звучание у нее не выше 4-го класса.
Не стоит западать на процессоры типа LA1851 это низкий класс не выше 2.

Состоялось важное прослушивание 4-х разных тюнеров на хорошей системе и с хорошей антенной. Выводы невероятные!
Все что вы думали про FM-RADIO это чепуха! Программы вещают с высоким качеством, в основном. Особенно 90,8 89,1 104,2 107 107,8 88,3
Миф о пожатом мр3 выброшен на помойку! В этом виноваты приемники и только они. ФАПЧ демодулятор в тюнере SONY ST-SA5ES выдавал невероятный звук, с большим отрывом от остальных. Мой тюнер фантастичский был вторым и не дернешься даже! Третьим был Technics st-9030 и последний SONY ST-SA3ES.
Субъективно конечно на слух. 3ес был какой-то не живой и плющенный
техникс играл по старомодному. Мой играл хорошо и имел почерк, звуковую сигнатуру. Но проиграл чемпиону с треском.
Чемпиона кстати я дорабатывал и все эти аппараты прошли аудио-доработку.
Феномен звучания сони5ес надо было объяснить и база была найдена.
Это синхронная демодуляция на нулевой ПЧ с подавлением паразитной входной АМ на 60дб! Мой тюнер давит ПАМ на 30дб, техникс на 20дб и сони3ес в демодуляторе вообще не давит ПАМ.

Собрал свой вариант синхронного ЧМ детектора, он работает.
Выдает ряд особенностей, ему не нужен ограничитель перед ним, то есть даже желательно такого не устанавливать. Он выделяет огибающую модуляции из нулевой несущей и подавляет входную АМ на 60дб и это его приближает у идеальному ЧМ-детектору. В сборке и настройке сложен, ряд моментов вообще слабо описано в литературе а некоторые совсем нет.
Неоспоримое достоинство- более детальный звук и бас. Все прочие чм-детекторы имеют малый динамический диапазон а у этого большой.

Собрано 4 платы синхронного демодулятора и испытано 3+макет.
Результаты очень положительные. Звучание невероятно легкое и детальное с глубоким басом, очень хорошее разделение каналов.
Фазо-синхронный демодулятор восстанавливает фазовые соотношения в КСС после прохождения через тракт ПЧ.
Регенерация входного контура на плате ФАПЧ, амплитуда возрастает существенно. Не смотря на сдвиг фаз 90 градусов есть регенерация, энергия из трансформатора гетеродина раздувает СПАМ в контуре входа.
Это характерное проявление синхронного детектирования. Еще более раздувать будет при сдвиге фаз 0, то есть для АМ. Повышается чувствительность платы, нужно меньше каскадов после frontend и можно без контуров обойтись 2-3 фильтра пьезо. Контура или резонансные трансформаторы ПЧ как у меня на кольцах будут только в детекторе.

Очень важен выбор варикапа, какие попало нельзя. я применил 1SV149
производства Sanyo. Высокая добротность и необходимая емкость при обратном напряжении 5,6в. Фирмы Sony и Kenwood применяют скорее всего заказные варикапы в своих тюнерах потому что поиск их даташита ни к чему не приводит. Я бы тоже так сделал, заказал бы подобранные варикапы большую партию.
Необходимо правильно выбрать набег фазы в петле фапч чтобы не было проблем с синхронизацией. Данная схема работает с точной синхронизацией до нуля а не до фазы. До нуля то есть до нулевой ошибки по фазе. Это достигается применением второго фильтра-маховика и уменьшением усиления в точке управления идеальным интергатором.

Ясно что частотного детектора наука так и не изобрела до 80-х годов, когда появились первые PLL демодуляторы.
Многие считают квадратурный детектор частотным, это не так.
Он состоих принципиально из двух частей, ограничитель и перемножитель.
Вторая часть абсолютно линейная аналоговая, первая часть это пороговый шумоподавитель который работает на огибающей импульса ПЧ. Все что ниже порога он режет, поглощает. Все что выше то пропускает на следующую ступень. Так у ограничителей может быть до 8 ступеней и у каждой порог немного меняется.
Ограниченный сигнал поступает на перемножитель, на вход 1. На вход 2 поступает тот же сигнал но со сдвигом фазы на 90 градусов. В результате образуется выходное напряжение пропорциональное частоте. Но на контуре выделяется СПАМ и она безусловно искажает т.к. перемножитель ее не подавит.
Тогда ее давят частично шунтированием контура и вместе с тем снижают чувствительность перемножителя, его динамический диапазон снижается. В результате требуется глубокое ограничение чтобы такой детектор был приемлем.
Но он еще хуже диодного детектора по динамическому диапазону. Он просто отвратителен и это самый распространенный детектор. Безусловно он АМ-детектор т.к. перемножаются 2 сигнала один из которых содержит СПАМ. И он чувствителен к АМ.
Настоящий частотный детектор имеет требования:
не чувствительность к АМ и высокая линейность. Ни то ни другое не выполняется. Линейности нет, дин диапазон перемнождителя скорее всего менее 20дб
АМ пропускает. Ограничитель это не детектор, это вторичное устройство-шумоподавитель.
Наука продолжает людям врать будто нормальный способ детектирования ЧМ это АМ-детектор. Это происходит уже давно и является глубоким застоем. Наука перестала работать еще при СССР.

(Добавление)
Как звучит настоящий ЧМ-детектор ниже

89_1
https://yadi.sk/d/EuNR2VcRVcuLXQ
90_8
https://yadi.sk/d/olwq9yK2lsv9Kg
https://yadi.sk/d/_AWXtUtSTfiiDQ
https://yadi.sk/d/l1Qv-kuuWvkcLA

Еще один вариант частотного детектора был разработан инженерами Accuphase в 1985г приблизительно. Он очень необычный, DGL детектор.
Он цифровой, в 1990г появилась его улучшенная версия ADGL High Performance.
Он интересен по многим причинам.
Не требует настроек и регулировок, работает сразу.
Многие другие детекторы требуют наладки и регулировок включая ФАПЧ PLL при сборке образца. На отладку PLL я потратил в общей сложности 3 месяца.
Его принцип работы похож на квадатурный детектор, но т.к. он цифровой то это конечно другое. С выхода цифрового перемножителя XOR идут импульсы похожие на DSD 1-БИТ поток. Кому-то пришла здравая мысль в голову считать ПЧ ЧМ и DSD похожими потоками что и есть на самом деле. Частота на которой работает детектор 2,5МГц. Для установки в обычный тракт применяется дополнительное преобразование частоты с кварцем на 13,2МГц. Детектор работает так что сдвиг фазы не зависит от частоты как это имеет место в квадратурных и прочих ЧМ детекторах. Поэтому нельзя говорить что детектор является цифровой версией квадратурного.
Этот детектор не является счетным, нет узла счета.
К выходу детектора подключается аналоговый ФНЧ либо цифровой фильтр.
ПЧ плавно превращается в DSD и с этим потоком можно что-то делать.
Частота получаемого DSD будет 5МГц.
Из асинхронных детекторов это самый крутой, стоимость аппарата с таким детектором 3300$.

(Отредактировано автором: 18 Апреля, 2020 - 16:50:33)