บน 21/08/2024 657

ทำความเข้าใจกับ discriminator ผู้อุปถัมภ์-Seeley

ผู้จำแนก Foster-Seeley เป็นเครื่องตรวจจับ FM ชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงกลางทศวรรษ 1900มันใช้งานได้โดยใช้หม้อแปลงพิเศษเพื่อเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงความถี่ในสัญญาณ FM เป็นการเปลี่ยนแปลงในแอมพลิจูดการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดเหล่านี้จะถูกประมวลผลเพื่อสร้างเอาต์พุต DC โดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความถี่ของสัญญาณ FMเครื่องตรวจจับนี้เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นเรื่องง่ายและมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัญญาณแข็งแรงและมั่นคง

บทความนี้ดูว่าการจำแนก discriminator Foster-Seeley ทำงานอย่างไรอธิบายส่วนต่าง ๆ การทำงานอย่างไรและบทบาทสำคัญในสิ่งต่าง ๆ เช่นตัวรับสัญญาณวิทยุ FM และระบบเรดาร์นอกจากนี้ยังเปรียบเทียบกับ discriminators FM อื่น ๆ เช่นเครื่องตรวจจับอัตราส่วนและเครื่องตรวจจับลูปแบบล็อคเฟส (PLL) เพื่อทำความเข้าใจประโยชน์ข้อเสียและความเหมาะสมของเทคโนโลยีที่แตกต่างกันเพียงใด

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: ไดอะแกรมวงจร discriminator Foster-Seeley

ต้นกำเนิดและนักประดิษฐ์ของ discriminator Foster-Seeley

Dudley E. Foster และ Stuart William Seeley เป็นนักประดิษฐ์ที่สำคัญในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดีในการสร้าง Foster Seeley Circuit ในปี 1936 นี่เป็นช่วงเวลาที่เทคโนโลยีวิทยุเติบโตอย่างรวดเร็วและการปรับปรุงสัญญาณวิทยุเป็นจุดสนใจหลักฟอสเตอร์ทำงานเป็นวิศวกรที่ Western Electric ในขณะที่ Seeley อยู่กับ RCAพวกเขาสร้างวงจรที่ช่วยปรับปรุงเทคโนโลยีการปรับความถี่ (FM) การแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเสถียรของความถี่วิทยุ

วงจร Foster Seeley ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความถี่วิทยุมีความเสถียรในระหว่างการส่งซึ่งเรียกว่าการควบคุมความถี่อัตโนมัติหลังจากนั้นก็ค้นพบว่ามันยอดเยี่ยมในการ demodulation FM หมายความว่ามันสามารถเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงความถี่เป็นเสียงได้ประสิทธิภาพที่มั่นคงและเชื่อถือได้ของวงจรทำให้เป็นส่วนหนึ่งของวิทยุ FM

จากช่วงทศวรรษที่ 1930 ถึงปี 1970 วงจรฟอสเตอร์ซีลีย์มักใช้ในวิทยุสำหรับการถอดรหัสสัญญาณ FMมันมีบทบาทสำคัญในสงครามโลกครั้งที่สองและทั้งระบบการสื่อสารทางทหารและพลเรือนการออกแบบที่เรียบง่ายทำให้มันเป็นที่นิยมมาหลายปีในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 วงจรบูรณาการ (ICS) ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายชิปขนาดเล็กเหล่านี้สามารถเก็บทรานซิสเตอร์หลายพันตัวทำให้อุปกรณ์เล็กลงราคาถูกและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นผลให้วิธีการใหม่สำหรับการถอดรหัส FM แทนที่วงจรฟอสเตอร์ซีลีย์และมันก็ล้าสมัยสะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญไปสู่เทคโนโลยีขนาดกะทัดรัดและดิจิตอลในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

รูปที่ 2: Discriminator Foster-Seeley

ส่วนประกอบของ discriminator foster-seeley

หม้อแปลงไฟฟ้า

ส่วนหลักของ Discriminator Foster-Seeley เป็นหม้อแปลงที่มีคอยล์ทุติยภูมิที่มีการแตะตรงกลางหม้อแปลงนี้แยกสัญญาณ FM ออกเป็นสองกระแสตรงข้ามก๊อกน้ำกลางมีสายดินและสัญญาณสองส่วนครึ่งหนึ่งไปที่ไดโอดแยกต่างหากการตั้งค่านี้ช่วยเปรียบเทียบความแตกต่างในเฟสและแอมพลิจูดที่จำเป็นสำหรับการถอดรหัสสัญญาณที่แม่นยำ

ข้อแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งคือการแยกแยะผู้อุปถัมภ์ Seeley ไม่ได้มีการคดเคี้ยวครั้งที่สามบนหม้อแปลงเครื่องตรวจจับอัตราส่วนใช้การคดเคี้ยวพิเศษเพื่อช่วยให้การถอดรหัสมีความเสถียรมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความแรงของสัญญาณเปลี่ยนไปการคดเคี้ยวพิเศษนี้ยังทำให้เครื่องตรวจจับอัตราส่วนมีความไวต่อการแปรผันของแอมพลิจูดน้อยลง

สำลัก

การหายใจไม่ออกในวงจรนี้ทำให้เอาต์พุตเสถียรโดยการรักษาระดับ DC คงที่มันถูกวางไว้ที่สัญญาณที่แก้ไขจากไดโอดพบกันสำลักช่วยให้เสียงรบกวนความถี่สูงราบรื่นและควบคุมการไหลของกระแสหากไม่มีมันเอาต์พุตจะไม่เสถียรส่งผลกระทบต่อสัญญาณที่ถอดรหัส

ในวงจรฟอสเตอร์ซีลีย์การหายใจไม่ออกมีบทบาทคล้ายกับการคดเคี้ยวครั้งที่สามในเครื่องตรวจจับอัตราส่วน แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในขณะที่การหายใจไม่ออกช่วยให้เอาต์พุตมีเสถียรภาพ แต่ก็ไม่ได้จัดการกับการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดอย่างสมบูรณ์เช่นเดียวกับการคดเคี้ยวครั้งที่สามในเครื่องตรวจจับอัตราส่วนสิ่งนี้ทำให้การจำแนกประเภทที่ถูกอุปถัมภ์ง่ายขึ้นและราคาถูกกว่าในการสร้าง แต่มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความแรงของสัญญาณ

ไดโอด

ไดโอดสองตัวถูกวางไว้อย่างสมมาตรทั้งสองด้านของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงแต่ละไดโอดประมวลผลสัญญาณจากด้านข้างสร้างแรงดันไฟฟ้า DC สองตัวแยกกันแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะถูกเปรียบเทียบกับการวัดการเปลี่ยนแปลงในสัญญาณ FMการตั้งค่าที่สมดุลของไดโอดทำให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตจะตรงกับสัญญาณดั้งเดิมอย่างใกล้ชิดแม้ว่าแอมพลิจูดอินพุตจะเปลี่ยนไป

ตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุมีความสำคัญในวงจรที่ตรงกับความถี่ของสัญญาณ FMพวกเขาทำงานกับไดโอดและหม้อแปลงเพื่อกรองสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ทำให้มีเพียงสัญญาณที่เหมาะสมเท่านั้นที่จะผ่านนอกเหนือจากหม้อแปลงพวกเขาช่วยแบ่งสัญญาณออกเป็นส่วนที่เหมาะสมและทำให้มันสมดุลตัวเก็บประจุช่วยรักษาความถี่ของวงจรให้คงที่และสัญญาณคงที่

ตัวต้านทานโหลด

พบตัวต้านทานโหลดที่เอาต์พุตของไดโอดซึ่งพวกมันจะเปลี่ยนกระแสเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ตรงกันแรงดันไฟฟ้านี้ถือสัญญาณสุดท้ายที่มีเสียงหรือข้อมูลต้นฉบับตัวต้านทานช่วยสร้างสัญญาณที่ถูกต้องช่วยให้เนื้อหาต้นฉบับกู้คืนได้หลังจากกระบวนการ demodulation

รูปที่ 3: ส่วนประกอบ discriminator Foster-Seeley

การจำแนกประเภท Foster-Seeley ทำงานอย่างไร?

การแยกแยะการจำแนก Foster-Seeley ทำงานโดยการเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณ FM (การมอดูเลตความถี่) เป็นสิ่งที่มีประโยชน์เช่นเสียงซึ่งแตกต่างจาก AM (การมอดูเลตแอมพลิจูด) ซึ่งเปลี่ยนความแข็งแกร่งของสัญญาณ FM เปลี่ยนความถี่งานของ Discriminator คือการรับและเข้าใจการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เพื่อให้ชิ้นส่วนอื่น ๆ เช่นลำโพงสามารถใช้ข้อมูลได้

แกนกลางของ discriminator มีสองวงจรที่ทำจากขดลวดและตัวเก็บประจุวงจรเหล่านี้ได้รับการปรับอย่างระมัดระวังเพื่อให้ตรงกับความถี่หลักของสัญญาณ FMเมื่อสัญญาณผ่านวงจรเหล่านี้พวกมันจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่และช่วยเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถประมวลผลได้เพิ่มเติม

รูปที่ 4: การจำแนกประเภทของ Foster-Seeley

ส่วนหลักของ discriminator คือหม้อแปลงมันมีการคดเคี้ยวที่มีการเชื่อมกลางเป็นพิเศษหม้อแปลงนี้จะแยกสัญญาณ FM ออกเป็นสองส่วนที่เหมือนกัน แต่มีเฟสตรงข้าม - เมื่อสัญญาณหนึ่งเพิ่มขึ้นอีกสายหนึ่งตกลงมาเช่นภาพกระจก

การแยกนี้ทำให้สัญญาณพร้อมสำหรับขั้นตอนต่อไปซึ่งการเปลี่ยนแปลงความถี่จะเปลี่ยนเป็นการเปลี่ยนแปลงของความแรงของสัญญาณสัญญาณทั้งสองนี้จะถูกส่งไปยังไดโอดแยกและเปลี่ยนกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC)สิ่งนี้ให้เอาต์พุต DC สองตัวหนึ่งรายการสำหรับแต่ละส่วนของสัญญาณแยก

พฤติกรรมวงจรที่มีความถี่ที่ตรงกันและไม่ตรงกัน

ความถี่ที่ตรงกัน (ไม่มีการเบี่ยงเบน): เมื่อความถี่สัญญาณขาเข้าสอดคล้องกับความถี่กึ่งกลางของวงจรที่ปรับแล้วสัญญาณจะแยกกันอย่างสม่ำเสมอเมื่อมันผ่านสองครึ่งของหม้อแปลงทั้งสองส่วนของสัญญาณยังคงสมดุลอย่างสมบูรณ์หลังจากผ่านไดโอดสัญญาณที่แก้ไขจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากัน แต่ตรงข้ามแรงดันไฟฟ้าตรงข้ามเหล่านี้จะยกเลิกซึ่งกันและกันส่งผลให้ไม่มีแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตสถานะที่สมดุลนี้เกิดขึ้นเมื่อไม่มีการมอดูเลตแทนความถี่ของพาหะ

ความถี่ที่ไม่ตรงกัน (การเบี่ยงเบน): เมื่อความถี่สัญญาณขาเข้าเลื่อนออกไปจากความถี่กลางเนื่องจากการมอดูเลตความสมดุลระหว่างสัญญาณทั้งสองจะถูกรบกวนหากความถี่สูงกว่าความถี่กลางด้านหนึ่งของวงจรจะสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าอีกด้านหนึ่งในทางกลับกันหากความถี่ลดลงต่ำกว่าความถี่กลางด้านอื่น ๆ จะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นไดโอดแก้ไขสัญญาณที่ไม่เท่ากันเหล่านี้และความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าจะสร้างแรงดันเอาต์พุตบวกหรือลบไม่ว่าเอาต์พุตจะเป็นบวกหรือลบขึ้นอยู่กับว่าการเปลี่ยนความถี่อยู่เหนือหรือต่ำกว่าศูนย์กลางแรงดันเอาต์พุตนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณของความเบี่ยงเบนความถี่และดำเนินการข้อมูลที่มอดูเลต

รูปที่ 5: แผนผังของระบบ discriminator ความถี่ตามเส้นหน่วงเวลา

ความแตกต่างของเฟสในการประมวลผลสัญญาณและผลกระทบของการมอดูเลตและ demodulation

ความแตกต่างในเฟสระหว่างสัญญาณมีบทบาทสำคัญในการประมวลผลสัญญาณโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจำแนกการจำแนกแบบฟอสเตอร์-Seeleyเมื่อสัญญาณ FM เข้าสู่ discriminator มันจะถูกแบ่งออกเป็นสองเส้นทางโดยหม้อแปลงหม้อแปลงนี้สร้างสัญญาณสองสัญญาณที่ตรงข้ามในเฟส (ห่างกัน 180 องศา)ความแตกต่างของเฟสนี้จำเป็นสำหรับไดโอดของวงจรเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอย่างถูกต้องในความถี่ของสัญญาณ

เมื่อความถี่ของการเปลี่ยนแปลงสัญญาณขาเข้าเนื่องจากการปรับความแตกต่างของเฟสระหว่างสองเส้นทางจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยการเปลี่ยนแปลงในเฟสนี้เชื่อมต่อกับการเปลี่ยนแปลงความถี่เมื่อความถี่เคลื่อนที่ออกจากค่ากลางความแตกต่างของเฟสจะเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นการเปลี่ยนแปลงเฟสเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงของสัญญาณถึงไดโอดทำให้ระดับแรงดันไฟฟ้าแตกต่างกัน

รูปที่ 6: demodulation discriminator Foster-Seeley

ผลกระทบของการมอดูเลต: การมอดูเลตเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณ FM ตามแอมพลิจูดของสัญญาณดั้งเดิมการเปลี่ยนแปลงความถี่เหล่านี้มีผลต่อความแตกต่างของเฟสระหว่างสัญญาณทั้งสองในตัวเลือกจำเพาะวงจรตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และเปลี่ยนเป็นการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่แสดงถึงสัญญาณการมอดูเลตดั้งเดิม

ผลกระทบของการ demodulation: ในระหว่างการ demodulation discriminator ใช้ความแตกต่างของเฟสเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ตรงกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ในสัญญาณ FMแรงดันไฟฟ้านี้สอดคล้องกับสัญญาณดั้งเดิมเช่นสตรีมเสียงที่สามารถประมวลผลหรือขยายเพื่อฟังได้

รูปที่ 7: เส้นโค้ง demodulator

แอปพลิเคชันของ discriminator อุปถัมภ์

ตัวรับสัญญาณวิทยุ FM

Discriminator Foster-Seeley เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับการใช้งานในวิทยุ FMก่อนที่วิธีนี้จะได้รับการพัฒนาวิธีการถอดรหัสสัญญาณ FM ก่อนหน้านี้ไม่ดีและทำให้เกิดการบิดเบือนมากขึ้นต้องขอบคุณ Discriminator Foster-Seeley ตอนนี้ FM Radios ทำให้เกิดเสียงที่ชัดเจนยิ่งขึ้นทำให้เพลงและการออกอากาศดีขึ้นมากสำหรับผู้ฟังหลายล้านคนในวันนี้

โทรคมนาคม

ในการสื่อสารโทรคมนาคมจำเป็นต้องมีการถอดรหัสสัญญาณที่ชัดเจนสำหรับการสื่อสารที่ราบรื่นตัวเลือกการแยกแยะ Foster-Seeley ใช้ในระบบเช่นไมโครเวฟและการสื่อสารผ่านดาวเทียมมักใช้การปรับความถี่เพื่อส่งข้อมูลในระยะทางไกลช่วยดึงข้อมูลอย่างถูกต้องจากสัญญาณตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการส่งเสียงเสียงวิดีโอหรือข้อมูลอื่น ๆ อย่างชัดเจน

ระบบเรดาร์

ระบบเรดาร์ใช้การปรับความถี่เพื่อติดตามระยะทางและตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่ตัวเลือกการแยกแยะ Foster-Seeley ช่วยประมวลผลสัญญาณเรดาร์ทำให้ระบบสามารถคำนวณตำแหน่งและความเร็วของวัตถุได้อย่างถูกต้องหากไม่มีความแม่นยำของเรดาร์จะลดลงส่งผลกระทบต่อระบบสำคัญเช่นการควบคุมการจราจรทางอากาศและการตรวจสอบสภาพอากาศ

วิทยุสองทาง

ในอุปกรณ์เช่นวิทยุรับวิทยุและวิทยุการสื่อสารระยะสั้นผู้จำแนก Foster-Seeley ช่วยให้การส่งสัญญาณเสียงที่ชัดเจนนี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับบริการฉุกเฉินการทหารและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องมีการสื่อสารที่ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดังหรือยาก

เครื่องบินและการสื่อสารทางทะเล

ในระบบการบินและทางทะเลมีการใช้สัญญาณ FM เนื่องจากต้านทานเสียงรบกวนและสัญญาณรบกวนตัวอย่างเช่นวิทยุเครื่องบินใช้ FM เพื่อพูดคุยกับการควบคุมการจราจรทางอากาศตัวเลือกที่ถูกอุปถัมภ์-Seeley ทำให้แน่ใจว่าสัญญาณเหล่านี้ได้รับการถอดรหัสอย่างถูกต้องทำให้มั่นใจได้ว่าการสื่อสารที่ราบรื่นและชัดเจนเช่นสถานการณ์ฉุกเฉิน

ระบบควบคุมความถี่อัตโนมัติ (AFC)

การแยกแยะผู้จำแนก Foster-Seeley มีประโยชน์ในระบบที่ต้องรักษาความถี่ให้คงที่เช่นเครื่องรับทีวีและอุปกรณ์สื่อสารช่วยให้ระบบแก้ไขการเปลี่ยนแปลงความถี่ใด ๆ แบบเรียลไทม์ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณนั้นแข็งแกร่งและมั่นคงเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

การวิเคราะห์เปรียบเทียบการเลือกปฏิบัติ FM

Foster-Seeley Discriminator กับเครื่องตรวจจับอัตราส่วน

ทั้ง Discriminator Foster-Seeley และเครื่องตรวจจับอัตราส่วนได้รับการออกแบบมาเพื่อ demodulate สัญญาณความถี่ที่ปรับความถี่ (FM) แต่พวกเขาทำงานด้วยการกำหนดค่าที่แตกต่างกันและลักษณะการทำงานDiscriminator Foster-Seeley ใช้หม้อแปลง RF สองครั้งและไดโอดคู่หนึ่งการตั้งค่านี้แปลงความถี่จะเปลี่ยนเป็นการเปลี่ยนแปลงในแอมพลิจูดจากนั้นแปลเป็นแรงดันไฟฟ้าที่แสดงถึงสัญญาณดั้งเดิม

เครื่องตรวจจับอัตราส่วนทำงานในทำนองเดียวกัน แต่รวมถึงการปรับปรุง: ตัวเก็บประจุเพิ่มเติมที่ปรับปรุงความสามารถในการปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดคุณลักษณะนี้ทำให้เครื่องตรวจจับอัตราส่วนมีความเสถียรมากขึ้นและมีความเสี่ยงต่อเสียงรบกวนน้อยกว่าการจำแนกแบบฟอสเตอร์-Seeleyอย่างไรก็ตามมันต้องการความแม่นยำมากขึ้นในระหว่างการจัดตำแหน่งและการสอบเทียบในขณะที่ทั้งคู่มีความเป็นเส้นตรงและความไวที่ดีเครื่องตรวจจับอัตราส่วนจะทำงานได้ดีขึ้นเมื่อสัญญาณสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูด

รูปที่ 8: ไดอะแกรมวงจรของเครื่องตรวจจับอัตราส่วน

Foster-Seeley Discriminator กับ Detector Quadrature

เครื่องตรวจจับสี่เหลี่ยมจัตุรัสใช้วิธีการที่แตกต่างจากการแยกแยะผู้อุปถัมภ์-Seeley เมื่อ demodulating สัญญาณ FMในขณะที่การจำแนก discriminator Foster-Seeley จะแปลงการเบี่ยงเบนความถี่เป็นการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดเครื่องตรวจจับกำลังสองจะเปลี่ยนเฟสของสัญญาณอ้างอิงโดย 90 องศาเมื่อเทียบกับสัญญาณ FM ที่เข้ามาโดยการผสมสัญญาณที่เปลี่ยนเฟสและได้รับเอาต์พุตจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการเบี่ยงเบนความถี่

เครื่องตรวจจับสี่เหลี่ยมจัตุรัสมีความสามารถในการจัดการความผันผวนของแอมพลิจูดสัญญาณทำให้มีประสิทธิภาพสูงในสภาวะที่มีเสียงดังในการเปรียบเทียบการเลือกปฏิบัติที่ถูกอุปถัมภ์-Seeley มีความอ่อนไหวต่อเสียงรบกวนมากขึ้นและต้องมีการปรับส่วนประกอบอย่างระมัดระวังเพื่อทำงานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยเหตุนี้เครื่องตรวจจับสี่เหลี่ยมจัตุรัสจึงเป็นที่ต้องการในระบบการสื่อสารดิจิตอล

รูปที่ 9: เครื่องตรวจจับสี่เหลี่ยมจัตุรัสทำงานได้

Discriminator Foster-Seeley กับเครื่องตรวจจับ Loop (PLL) เฟส (PLL)

เมื่อเปรียบเทียบการแยกแยะผู้อุปถัมภ์-Seeley กับเครื่องตรวจจับลูปแบบล็อคเฟส (PLL) ความแตกต่างของเทคโนโลยีและประสิทธิภาพจะชัดเจนPLL ล็อคเข้าสู่เฟสของสัญญาณ FM ที่เข้ามาและปรับออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาความสัมพันธ์เฟสที่สอดคล้องกันกระบวนการนี้จะลดสัญญาณด้วยความแม่นยำสูงเครื่องตรวจจับ PLL มีประสิทธิภาพเหนือกว่าการจำแนกประเภทอุปถัมภ์-Seeley ในแง่ของความเสถียรความถี่ความต้านทานเสียงรบกวนและความสามารถในการจัดการความเบี่ยงเบนความถี่ที่ใหญ่ขึ้น

รูปที่ 10: ไดอะแกรมตรวจจับลูปแบบล็อคเฟส (PLL)

Foster-Seeley Discriminator กับ Zero Crossing Detector

เครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์นำเสนอวิธีการที่ง่ายกว่ามากในการ demodulation FM โดยการระบุว่าเมื่อสัญญาณข้ามเส้นแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์วิธีนี้แตกต่างอย่างมากกับการแยกแยะที่ถูกอุปถัมภ์-Seeley ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเพื่อแปลการเปลี่ยนแปลงความถี่เป็นรูปแบบแอมพลิจูด

ในขณะที่เครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์นั้นง่ายต่อการใช้งานและประหยัดต้นทุน แต่ก็มีแนวโน้มที่จะมีความแม่นยำน้อยลงและไวต่อเสียงมากขึ้นมันทำงานได้ดีในแอพพลิเคชั่นที่มีต้นทุนต่ำซึ่งความเที่ยงตรงของสัญญาณสูงไม่ได้มีความสำคัญในทางกลับกันตัวเลือกที่ถูกอุปถัมภ์-Seeley ถึงแม้ว่าจะมีความซับซ้อนมากขึ้นมีคุณภาพของสัญญาณที่ดีกว่ามากและเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงกว่าในการทำลายล้าง

รูปที่ 11: ไดอะแกรมตรวจจับการข้ามศูนย์

Foster-Seeley Discriminator กับเครื่องตรวจจับความลาดชัน

เครื่องตรวจจับความชันเป็นอีกทางเลือกที่ง่ายกว่าสำหรับการ demodulation FMมันใช้วงจรที่ปรับจูนเดี่ยวโดยมีเส้นโค้งการตอบสนองความถี่วางตำแหน่งนอกศูนย์เล็กน้อยจากความถี่ของพาหะเมื่อสัญญาณ FM ผ่านการเบี่ยงเบนความถี่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าตามที่พวกเขาตกลงไปตามความลาดชันของเส้นโค้งการตอบสนอง

แม้ว่าจะง่ายและราคาไม่แพงในการสร้างเครื่องตรวจจับความลาดชันนั้นมีความแม่นยำน้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะเกิดเสียงรบกวนและสัญญาณในทางตรงกันข้ามการกำหนดค่าที่สมดุลของ Foster-Seeley Discriminator ให้ความมั่นคงและความแม่นยำมากขึ้นทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเมื่อจำเป็นต้องมีการปลดปล่อย FM ที่เชื่อถือได้และคุณภาพสูง

รูปที่ 12: แผนภาพเครื่องตรวจจับความลาดชัน

ข้อดีและข้อเสียของผู้จำแนกอุปถัมภ์-Seeley

ข้อดี	ข้อเสีย
การออกแบบที่เรียบง่าย: ส่วนใหญ่ใช้หม้อแปลง และแหวนไดโอดทำให้ง่ายต่อการสร้างและบำรุงรักษา	ไวต่อเสียงแอมพลิจูด: ไม่ กรองการเปลี่ยนแปลงความแรงของสัญญาณทำให้เกิดเสียงรบกวนส่งผลกระทบต่อการถอดรหัส FM
ง่ายต่อการปรับแต่ง: ไม่จำเป็นต้องมีทักษะพิเศษ สำหรับการปรับแต่งทำให้เป็นมิตรกับผู้ใช้	ราคาที่สูงขึ้น: ในขณะที่ชิ้นส่วนพื้นฐานคือ วงจรที่มีราคาไม่แพงและราคาไม่แพงเช่น Limples สามารถเพิ่มต้นทุนได้
แรงดันเอาต์พุตสูง: ผลิตเอาต์พุตสูง แรงดันไฟฟ้าในระหว่างการเปลี่ยนแปลงความถี่ลดความจำเป็นในการขยายเพิ่มเติม	ต้องใช้แบนด์วิดท์กว้าง: ต้องการขนาดใหญ่ขึ้น แบนด์วิดธ์เพื่อทำงานอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งสามารถ จำกัด ได้ในบางแอปพลิเคชัน
ถูกต้องและเชื่อถือได้: ให้ความชัดเจนและ เสียงคุณภาพสูงรักษาความชัดเจนของสัญญาณ	ข้อ จำกัด ขนาด: หม้อแปลงและที่เกี่ยวข้อง ชิ้นส่วนทำให้มันใหญ่และท้าทายสำหรับอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด
เชิงเส้นที่สอดคล้องกัน: ข้อเสนอที่มั่นคง ประสิทธิภาพในระดับสัญญาณที่หลากหลายทำให้มั่นใจได้ถึงความมั่นคงแม้ใน เงื่อนไขที่ผันผวน

บทสรุป

ผู้จำแนกที่ถูกอุปถัมภ์-Seeley ซึ่งมีการออกแบบอย่างละเอียดและการทำงานที่มีประสิทธิภาพเป็นเครื่องมือหลักสำหรับการทำลายสัญญาณ FMแม้ว่ามันจะมีจุดอ่อนบางอย่างเช่นมีความอ่อนไหวต่อเสียงรบกวนและต้องการแบนด์วิดท์กว้าง แต่ก็มีประโยชน์เช่นการออกแบบที่เรียบง่ายการปรับแต่งง่ายและการผลิตแรงดันไฟฟ้าสูงสิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมในการใช้งานมากมายช่วยให้เสียงที่ชัดเจนยิ่งขึ้นในวิทยุ FM และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบโทรคมนาคมและเรดาร์แม้ว่าเทคโนโลยีที่ใหม่กว่าจะมีความต้านทานเสียงรบกวนและความมั่นคงที่ดีขึ้น แต่การเลือกปฏิบัติที่ถูกอุปถัมภ์-Seeley ยังคงมีความสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องใช้ต้นทุนและความน่าเชื่อถือต่ำการใช้งานอย่างต่อเนื่องแสดงให้เห็นถึงคุณค่าของการรู้ทั้งจุดแข็งและจุดอ่อนของมันเมื่อเทคโนโลยีการปรับความถี่ก้าวหน้า

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ผู้จำแนกผู้อุปถัมภ์-Seeley คืออะไร?

Discriminator Foster-Seeley เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการ demodulate สัญญาณความถี่ (FM)วงจรรวมถึงหม้อแปลงที่มีการคดเคี้ยวทุติยภูมิทุติยภูมิที่มีการแตะตรงกลางและไดโอดสองตัวซึ่งได้รับการกำหนดค่าในลักษณะที่พวกเขาสามารถตรวจจับความแตกต่างในเฟสระหว่างสัญญาณอินพุตและสัญญาณอ้างอิงที่สร้างขึ้นในเครื่องความแตกต่างของเฟสนี้แตกต่างกันไปตามความถี่ของสัญญาณ FM ที่เข้ามาจะถูกแปลงเป็นความแปรปรวนของแอมพลิจูดที่สอดคล้องกันทำให้การเปลี่ยนแปลงความถี่ของความถี่กลับเข้าไปในสัญญาณเสียงหรือข้อมูลดั้งเดิม

2. ฟังก์ชั่นของ discriminator ในตัวรับ FM คืออะไร?

ในตัวรับสัญญาณ FM ฟังก์ชั่นของ discriminator คือการแปลงการเปลี่ยนแปลงความถี่ในสัญญาณที่ได้รับเป็นรูปแบบแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าซึ่งง่ายต่อการประมวลผลและแปลงกลับเป็นรูปแบบเสียงหรือข้อมูลดั้งเดิมกระบวนการนี้มีความสำคัญเนื่องจากข้อมูลในสัญญาณ FM ถูกเข้ารหัสในการเบี่ยงเบนความถี่จากความถี่ของผู้ให้บริการมากกว่าการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดdiscriminator ช่วยให้ผู้รับตรวจจับการเบี่ยงเบนเหล่านี้และแปลเป็นรูปแบบที่ใช้งานได้

3. ความแตกต่างระหว่างเครื่องตรวจจับอัตราส่วนและวงจร discriminator Foster-Seeley คืออะไร?

ทั้งเครื่องตรวจจับอัตราส่วนและ discriminator Foster-Seeley ใช้สำหรับ demodulating สัญญาณ FM แต่พวกเขาแตกต่างกันในการออกแบบและประสิทธิภาพเครื่องตรวจจับอัตราส่วนใช้การตั้งค่าที่คล้ายกันกับหม้อแปลงและไดโอด แต่มีตัวเก็บประจุเพิ่มเติมที่ให้การควบคุมแอมพลิจูดอัตโนมัติและการปฏิเสธเสียงที่ดีขึ้นสิ่งนี้ทำให้เครื่องตรวจจับอัตราส่วนมีเสถียรภาพมากขึ้นและมีแนวโน้มที่จะเกิดเสียงรบกวนน้อยลงเมื่อเทียบกับตัวเลือกที่ถูกอุปถัมภ์ในทางกลับกันฟอสเตอร์ซีลีย์นั้นง่ายกว่าและเป็นที่นิยมมากขึ้นในเทคโนโลยีวิทยุก่อนหน้านี้เนื่องจากการใช้งานที่ตรงไปตรงมา แต่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงและเสียงรบกวนมากกว่า

4. ตัวเลือกในตัวรับสัญญาณคืออะไร?

discriminator ภายในตัวรับสัญญาณเป็นวงจรที่ทำหน้าที่ของการ demodulation สำหรับสัญญาณที่ปรับความถี่มันทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบที่แยกข้อมูลเสียงหรือข้อมูลจากคลื่นพาหะโดยการตรวจจับการเลื่อนความถี่และแปลงเป็นรูปแบบแรงดันไฟฟ้าที่แสดงถึงสัญญาณดั้งเดิม

5. การใช้ความถี่ discriminator คืออะไร?

การจำแนกความถี่ถูกใช้เพื่อลดสัญญาณการปรับความถี่โดยการแปลงการเปลี่ยนแปลงในความถี่ของสัญญาณที่ได้รับเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในแรงดันไฟฟ้านี่เป็นสิ่งที่ดีในระบบการสื่อสารที่ข้อมูลหรือข้อมูลเสียงถูกส่งในระยะทางโดยใช้ FM เนื่องจากช่วยให้ผู้รับสามารถสร้างข้อมูลที่ส่งจากการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณที่ได้รับได้อย่างแม่นยำ