Частотно-модульовані сигнали (стр. 3 из 13)
,(2.6)де
. 
Рисунок 2.3 – Графічне пояснення методу визначення потужності перешкоди на виході ЧМ детектора
Потужність шуму, викликаного елементарною перешкодою на виході частотного детектора, пропорційна квадрату девіації частоти [1]:
(2.7)(коефіцієнт пропорційності прийнятий рівним одиниці).
Повна потужність перешкоди, що створюється всіма елементарними перешкодами на виході детектора в смузі частот
, дорівнює [4]: 
.(2.8)Потужність сигналу на виході приймача пропорційна квадрату девіації частоти сигналу ЧМ [4]:
.(2.9)Таким чином, перевищення сигналу над перешкодою на загальному виході схеми (рис. 2.1) дорівнює [4]:
,(2.10)де
.Зіставляючи отриманий результат з перевищенням сигналу над перешкодою на виході ідеального приймача, переконуємося, що вони збігаються.
Таким чином, при відносно малому рівні перешкод (
) на вході обмежувача і прямокутній формі частотних характеристик ВЧ і НЧ приймач за схемою рис. 2.1 практично цілком реалізує потенційну завадостійкість.Однією з найбільш актуальних задач у техніці радіоприйому сигналів ЧМ є боротьба з граничним явищем, що обмежує максимальне значення індексу частотної модуляції.
Рішення цієї задачі повинне зводитися в остаточному підсумку до забезпечення перевищення сигналу над перешкодою на вході частотного детектора вище граничного.
Один із технічних способів рішення цієї задачі полягає в застосування фільтра, що стежить. Схема приймача сигналів ЧМ із застосуванням такого фільтру зображена на рис. 2.4 [1].
Рисунок 2.4 – Структурна схема приймача із фільтром, що стежить
Миттєві зміни частоти прийнятого ЧМ сигналу викликають пропорційні збільшення напруги на виході частотного детектора. За допомогою реактивного елемента, на який через ланцюг зворотного зв’язку подається напруга з виходу частотного детектора, змінюється настроювання підсилювачів тракту ПЧ відповідно до прийнятого коливання.
Точність спостереження, а отже, і досяжне зменшення смуги пропускання приймача обмежуються наявністю факторів технічного характеру, а також впливом перешкод. При практично реалізованій точності спостереження вдається отримати значення смуги пропускання фільтра, що стежить,
, тобто практично рівне смузі, необхідної для прийому АМ сигналів.Тому що при
смуга пропускання звичайного приймача 
, то можливість звуження смуги пропускання й зменшення граничного перевищення сигналу над перешкодою оцінюється співвідношенням [2]:
.(2.11)Аналогічній схемі з фільтром, що стежить, є схема, зображена на рис. 2.5 [1], що реалізує метод зворотного зв’язку по частоті.
Рисунок 2.5 – Схема прийому сигналів ЧМ зі зворотним зв’язком
На схемі напруга з ЧД через реактивний елемент впливає на частоту приймача і змінює її в тому ж напрямку, в якому змінюється і частота сигналу, чим забезпечується можливість, як і в схемі з фільтром, що стежить, зменшити смугу пропускання тракту ПЧ. Ясно, що застосування фільтра, що стежить, чи методу зворотного зв’язку по частоті може лише наблизити завадостійкість реальних приймачів до потенційного, обумовленого сигналу над перешкодою (1.16), що неможливо перевершити.
2.1 Схеми демодуляторів ЧМ сигналів
Задача частотного детектора (ЧД) складається з того, щоб виробляти напругу, величина якої була б пропорційна зміні частоти модульованого коливання. Безпосереднє здійснення такої операції складне, тому найбільш розповсюджений наступний варіант. Спочатку частотно-модульовані коливання (ЧМ) перетворюються в амплітудно-частотно модульоване коливання (АЧМ), амплітуда якого змінюється пропорційно зміні частот. Потім амплітудно-частотно модульовані коливання піддають детектуванню.
Рисунок 2.6 – Узагальнена структура тракту ЧМ сигналу
Для того, щоб на виході детектора не виникали перекручення за рахунок можливих змін амплітуди вхідної напруги, перед детектуванням проводять обмеження амплітуд. Операції, які виконують при детектування ЧМ коливань, зображені на рис. 2.6 [3].
Залежність напруги на виході детектора u0 від відхилення частоти вхідного коливання Δf по відношенню до частоти настройки детектора fd називають характеристикою частотного детектора (рис. 2.7) [3]. Частота настройки детектора fd повинна бути рівна мінімальному значенню частоти несучого коливання вхідного сигналу fн. тоді при подачі на вхід детектора не модульованого сигналу з номінальним значенням частоти напруги на виході детектора буде рівна нулю. Характеристику детектора можна записати також у вигляді
.
Рисунок 2.7 – Характеристика частотного детектора
Частотний детектор не буде вносити перекручення, якщо його характеристика лінійна в робочому інтервалі частот
. Параметром, який визначає ефективність частотного детектора, є крутизна характеристики 
в межах цього інтервалу [3]: 
.(2.12)Технічна реалізація частотних детекторів може бути різною.
З одним розстроєним коливальним контуром
У тих випадках, коли не вдається задовольнити умові детектування без обмежень вихідного коливання
, роблять часткове включення навантаження за допомогою дільника (рис. 2.8) [3]. Зі схеми випливають співвідношення: 
(2.13)
. (2.14)Коефіцієнт включення навантаження р, записаний без обліку СН, тому що в більшості випадків
.Якщо величина R вибрана, а значення m та R відомі, можливо за формулою (2.13, 2.14) та граничній умові
визначити kдел та р2.Схема з дільником на виході зменшує також проникання високочастотних коливань в навантаженні детектора. Для підсилення цього ефекту паралельно резистору R2 вмикають додаткову ємність.
Узгодження з попереднім каскадом здійснюється таким чином, щоб детектор не шунтував коливальний контур джерела сигналу. Практично з урахуванням коефіцієнта включення р1 (рис. 2.7) це означає, що потрібно забезпечити [3]:
,(2.15)де
– резонансний опір коливального контуру при повному включенні.Вплив шунтуючої дії детектора особливо позначається при детектуванні радіоімпульсів. Перекручування, внесені детектором у цьому випадку, оцінюють тривалістю фронту імпульсу tф, часом спаду tс і завалом вершини імпульсу ΔU0 (рис. Д.В.1).
При детектуванні імпульсних коливань звичайно використовують схеми діод них детекторів. Для прискорення перехідних процесів постійна часу інерційного ланцюга RC повинна бути по можливості малою. Тому часто обходяться без спеціального конденсатора С, обмежуючись використанням ємностей монтажу і навантаження.
Однак зменшення ємності С в послідовній схемі діодного детектора приводить до збільшення рівня високочастотних пульсацій. При зменшенні опору R сильніше шунтується коливальний контур попереднього каскаду.
Характер процесу встановлення (попереднього фронту імпульсу) визначається взаємозв’язком параметрів детектора і коливального контуру. На самому початку перехідного процесу напруга на затисках ланцюга RC близька до нуля, зміщення на діоді практично відсутнє, кут відсікання θ=π/2 та Rвхd
2/S. При настільки малому вхідному опорі детектора коливальний контур буде сильно шунтований, добротність його різко погіршена і амплітуда напруги на ньому мала.