На  радиоприеме это сказывается  не только по перестройке приемника  с одной станции на другую, но и при приеме одной и той  же станции, если из-за фединга сила сигнала уменьшается.

      Для борьбы с этими колебаниями уровня громкости служит автоматическое регулирование усиления. Оно может значительно снизить неприятные последствия фединга, но не может полностью устранить их.

      Прием частотной модуляции можно осуществить  таким образом, чтобы в известных  пределах громкость не зависела от силы сигнала, а только от девиации частоты, т.е. от глубины модуляции, и, следовательно, только от громкости звука перед микрофоном, а это нам и требуется. Для того чтобы осуществить этот случай, нужно сделать так, чтобы детектор приемника частотно-модулированных колебаний не реагировал на изменения амплитуды их, а только на изменения частоты. Такой детектор называется частотным. Применение ограничителя, о котором будет подробнее сказано ниже, позволяет осуществлять частотный детектор, который не отзывается на изменения амплитуды принимаемого сигнала.

      Не  надо думать, конечно, что при беспредельном  убывании силы сигнала громкость  приема сохраняется неизменной. Чудес  не бывает. Если сила сигнала будет  уменьшаться, то до некоторого предела  громкость будет оставаться неизменной; при дальнейшем же уменьшении силы сигнала громкость приема начнет падать и в конце концов прием вообще прекратится. Поэтому указанное преимущество частотной модуляции — нечувствительность к изменению амплитуды сигнала — сохраняется только при достаточно сильных сигналах.

      Обратимся теперь к вопросу о помехах. Чтобы  разобрать его, нам следует предварительно познакомиться с одним из важнейших  элементов приемника частотно-модулированных колебаний, именно с ограничителем. Ограничителем называется каскад, включаемый перед частотным детектором, обладающий характеристикой, показанной на рис. 7, и удовлетворяющий следующим условиям: во-первых, подводимое к ограничителю напряжение достегает точки Л при возможно малых входных напряжениях, во-вторых, участок АВ очень короток и, в-третьих, часть, следующая за точкой В, как можно меньше отличается от горизонтальной прямой. Для нормальной работы ограничителя, следовательно, необходимы такое усиление приемника (до ограничителя) и такая сила сигнала, чтобы амплитудные значения подводимых к ограничителю напряжений лежали оправа от точки В, никаких искажений при этом как указывалось, не будет. При этих условиях импульсная помеха, отличающаяся краткостью действия и большой амплитудой, будет срезана ограничителем настолько, что после него амплитуда помехи сравняется с амплитудой сигнала. Отсюда не следует, что мы ее совсем не услышим, но эффект ее будет меньше, чем в приемнике амплитудной модуляции. 
 

 
 
 

Рис. 9. Искажения, возникающие при выходе

амплитуд  сигнала за

пределы линейной части характеристики

 

Рис. 10. Типичная характеристика частотного

детектора (дискриминатора) 
 

      Заметим, что иногда аналогичный способ борьбы с импульсными помехами применяют  и в приемниках амплитудной модуляции. Для этого необходимо отрегулировать систему так, как показано на рис. 8, т. е. амплитуда сигнала должна в упор подходить к точке А. Но режим этот трудно сделать достаточно устойчивым: при небольшом увеличении силы сигнала будут появляться искажения; при уменьшении силы сигнала импульсные помехи не будут срезаться до уровня сигнала и эффект их увеличится. При Приеме же частотной модуляции стремятся «разогнать» подводимый сигнал как можно дальше за точку В; тогда колебания силы сигнала не будут оказывать почти никакого влияния на прием.

      Уяснить вопрос о снижении приемником частотной модуляции общего шумового фона несколько труднее, чем снижение эффективности импульсных помех. Представим себе, что шумовой фон создается большим числом маленьких генераторов, частоты которых равномерно распределены внутри полосы приемника. Действие одного такого генератора приводит к тому, что несущая оказывается модулированной и по амплитуде и по частоте. При амплитудном приеме частотная модуляция не оказывает действия на приемник (если он правильно настроен, на верхушке резонансной кривой), а амплитудная модуляция ее вызывает шум. Заметим, что все генераторы являются совершенно равноправными: каждый из них вносит свою долю шума.

      Иначе обстоит дело в приемнике частотной  модуляции. Амплитудная модуляция, вызываемая маленькими генераторами, срезается в нем ограничителем. Что же касается частотной модуляции, то ее эффект уменьшается тем обстоятельством, что частотный детектор симметричен относительно несущей частоты (рис. 10). Мы видим, что девиация частоты в сторону ее увеличения вызывает положительный детектированный ток, а в сторону уменьшения — отрицательный. Поэтому два маленьких генератора, частоты которых расположены по обе стороны от несущей, симметрично по отношению, к ней, дают противоположные эффекты, т. е. действие их до некоторой степени компенсируется.

      Количественно шумы, как показывает теория, при  частотной модуляции снижаются  в 3 М раз по сравнению с амплитудной (М—индекс модуляции), если ширина полосы по низкой частоте в обоих случаях  одинакова.

      Все эти соображения можно рассматривать только как первое приближение к действительности; они имеют в основном иллюстративный характер. Убедиться же в преимуществах частотной модуляции экспериментально очень легко и московские радиолюбители могут это сделать, так как опытный УКВ передатчик с частотной модуляцией уже работает. 
 

2. Как и во сколько  раз изменится  входное сопротивление  усилителя при  введении последовательной  обратной связи  глубиной 10?

 

Входное сопротивление усилителя, охваченного обратной связью. Обратимся к структурной схеме усилителя с последовательной отрицательной обратной связью (рис. 1).

 
 
 
 

Рисунок 1

      Обозначим через  входное комплексное сопротивление цепи прямой передачи:

,

где  - комплексное действующее значение тока .

      Найдем  входное комплексное сопротивление  усилителя, охваченного обратной связью:

.

      Получим

      Таким образом,

.

      Пусть коэффициенты и являются вещественными ( и ), тогда

.

      Отсюда  следует, что последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление по модулю. Практически всегда это является положительным фактором.

- глубина обратной связи

Ответ: увеличится в 10 раз.

  
 
 

 

3. Стратегический Д-триггер  (схема, таблица  истинности)

 
 

      D-триггеры получили свое название от слова «delay», что означает «задержка». На самом деле существуют две их разновидности, формально различающиеся только тем, что первая из них управляется уровнем сигнала (статический D-триггер или триггер-защелка), а вторая управляется фронтом импульса (динамический D-триггер). Фактически же это разные по устройству и области использования схемы.

      Для того чтобы отличить статический D-триггер от динамического, мы в обозначении на схеме для первого поставим букву L (от слова «level» — уровень), а для второго — букву «Е» (от слова «edge» — фронт). Эти обозначения не являются общепринятыми, и в дальнейшем мы их использовать не будем, только здесь для наглядности. Микросхема 561ТМЗ содержит четыре статических триггера-защелки с общим входом синхронизации, а 561ТМ2 — два динамических D-триггера с раздельными дополнительными входами R и S. Если тип вообще не указывается, то обычно по умолчанию предполагается, что речь идет о динамических D-триггерах. 

        

Рис. 1. D-триггеры: а — схема статического D-триггера; б— схема динамического D-триггера на основе двух статических; в — счетный триггер на основе динамического D-триггера 

      Статический D-триггер легко получить из RS-триггера путем небольшой модификации  его схемы. Если из схемы на рис. 1, а исключить вход С (например, объединив  входы каждого элемента и превратив  их тем самым в простые инверторы), то получится довольно бесполезное устройство, которое на выходе Q будет просто повторять входные сигналы, а на втором выходе, соответственно— выдавать их инверсии. Наличие тактового входа С (от слова «с1оск», которое в цифровой электронике значит «тактовый импульс») все меняет.

      Если  мы обратимся к диаграммам то увидим, что при наличии на этом входе  уровня логической единицы входные  сигналы будут пропускаться на вход RS-триггера, и рхема будет повторять  на выходе Q уровни на входе D. Если же мы установим на входе С уровень нуля, то схема немедленно «зависнет» в состоянии выхода, соответствующем входному уровню непосредственно перед приходом отрицательного фронта на вход С — то есть запомнит его! Поэтому такой триггер и называют «защелкой» — при подаче на вход С короткого положительного тактового импульса он как бы «защелкивает» состояние входа. Статический D-триггер можно использовать в качестве буферного регистра для хранения данных — например, результатов счета импульсов на то время, пока идет сам процесс счета. Статическая энергозависимая память (SRAM) также, как правило, использует такие триггеры в качестве элементарных ячеек.

      Динамические D-триггеры более универсальны и  область применения у них куда шире, чем у статических. Динамический триггер устроен более сложно. Один из способов построения динамического D-триггера из двух статических показан на рис. 1 б. Эта схема работает следующим образом: когда на общем входе С наличествует отрицательный уровень, состояние входа D переписывается на выход первого (слева) триггера, при этом второй триггер заперт. Сразу после положительного фронта на входе С это состояние пере-. писывается во второй триггер и появляется на выходе Q, а первый триггер запирается. Таким образом, запоминание состояния общего D-входа происходит в точности в момент положительного перепада уровней и никогда больше. Если изменить местоположение инвертора и присоединить его ко входу второго триггера, а на первый триггер подавать тактовые импульсы напрямую, то срабатывание будет происходить по отрицательному фронту, и такой тактовый вход будет считаться инверсным. Для того чтобы получить дополнительные входы асинхронной принудительной установки триггера в нулевое и единичное состояние (R- и S-входы), нужно для обоих статических триггеров выходные (правые по схеме рис. 1, а) элементы сделать трехвходовыми и объединить соответствующие входы у обоих триггеров. Устанавливать по входам R и S только выходной триггер недостаточно (подумайте почему?).

      А на рис. 1 в показана самая простая схема счетного триггера на основе динамического D-триггера, уже знакомая нам по рис. 16.5. Из описанного ясно, как она работает — при каждом положительном перепаде на выход Q будет переписываться состояние противоположного выхода Q, то есть система будет с приходом каждого тактового импульса менять свое состояние на противоположное, в результате чего на выходе будет симметричный (независимо от скважности входных импульсов) меандр с частотой, вдвое меньшей, чем входная. Такой триггер можно считать делителем частоты на два или одноразрядным двоичным счетчиком — в зависимости от того, для чего он используется. В отличие от всех остальных типов триггеров (а кроме описанных, распространены еще, например, и т. н. JK-триггеры, но мы их разбирать не будем), счетные триггеры в интегральном исполнении отдельно не выпускаются (при случае их легко, как вы видели, соорудить, например, из D-триггеров), а выпускаются только готовые многоразрядные двоичные счетчики, из таких триггеров составленные. К рассмотрению счетчиков мы перейдем чуть позднее, а пока кратко остановимся на регистрах.

 

       Список литературы