Како да демоделирате AM Waveform

Демодулација на радиофреквенција
Дознајте за две кола што можат да ги извлечат оригиналните информации од сигналот на носачот со амплитудно оптоварување.

Во овој момент, знаеме дека модулацијата се однесува на намерно модифицирање на синусоид, така што може да носи информации со ниска фреквенција од предавател до приемник. Исто така, опфативме многу детали поврзани со различните методи - амплитуда, фреквенција, фаза, аналогни, дигитални — на кодирање на информации во бран на превозникот.

Но, нема причина да ги интегрираме податоците во пренесениот сигнал ако не можеме да ги извлечеме тие податоци од примениот сигнал, и затоа треба да ја проучуваме демодулацијата. 

Декодулационото коло се движи од нешто едноставно како модифициран детектор на врв до нешто толку сложено како кохерентна квадрат долу-конверзија во комбинација со софистицирани алгоритми за декодирање извршени од дигитален процесор за сигнали.

Создавање на сигналот
Useе користиме LTspice за да ги проучиме техниките за демоделирање на брановата форма на АМ. Но, пред да демоделираме, треба нешто што е модулирано.

На страницата за модулација AM, видовме дека се потребни четири работи за да се создаде бранова форма. Прво, потребна ни е мрежна бранова форма и бранова форма. Тогаш ни треба коло кое може да додаде соодветно DC-офсет на сигналот за основната лента. 

И, конечно, потребен ни е мултипликатор, бидејќи математичкиот однос што одговара на амплитудната модулација е множење на преместениот сигнал од основната ширина од страна на превозникот.

Следното LTspice коло ќе генерира бранова форма.

* V1 е извор на напон на синусен бран од 1 MHz кој обезбедува оригинален сигнал за основно опсег.

* V3 произведува синусен бран од 100 MHz за превозникот.

* Колото оп-засилувач е менувач на ниво (исто така ја намалува амплитудата на влезот за половина). Сигналот што доаѓа од V1 е синусен бран кој се менува од –1 V до +1 V, а излезот на оп-засилувачот е синусен бран што се менува од 0 V до +1 V.

* Б1 е „произволен извор на напон во однесувањето“. Неговото поле за „вредност“ е формула отколку константа; во овој случај формулата е префрлениот сигнал од основната лента помножен со брановата форма. На овој начин Б1 може да се користи за да се изврши модулација на амплитудата.

Еве го префрлениот сигнал за основно опсег:

И овде можете да видите како AM варијациите одговараат на сигналот од основната лента (т.е. портокаловата трага која претежно е зафатена од сината бранова форма):

Демодулација

Како што беше дискутирано на AM модулационата страница, операцијата за множење што се користи за да се изврши модулација на амплитудата има ефект на пренесување на спектарот на базата на врски во опсег што ја опкружува позитивната фреквенција на носачот (+ fC) и негативната фреквенција на носачот (-fC). 

Така, можеме да мислиме на амплитудна модулација како менување на оригиналниот спектар нагоре за fC и надолу за fC. Потоа следува дека множењето на модулираниот сигнал со фреквенцијата на превозникот ќе го пренесе спектарот назад во неговата првобитна позиција - т.е., ќе го префрли спектарот надолу со fC, така што ќе биде повторно центриран околу 0 Hz.

Опција 1: Множење и филтрирање
Следниот LTspice шематски вклучува демоделирачки произволен извор на напон во однесувањето; Б2 го множи сигналот AM од страна на носачот.

 

И еве го резултатот:

Ова дефинитивно не изгледа правилно. Ако зумираме, го гледаме следново:

И ова го открива проблемот. По модулацијата на амплитудата, спектарот на основата е центриран околу + fC. Множењето на брановата форма AM од превозникот го менува основниот широк спектар на 0 Hz, но исто така го менува и до 2fC (во овој случај 200 MHz), затоа што (како што е наведено погоре) множењето го поместува постојниот спектар нагоре за fC и надолу за fC .

Значи, јасно е дека множењето само не е доволно за соодветна демоделација. Она што ни треба е множење и низок додатен филтер; филтерот го потиснува спектарот што бил префрлен до 2fC. Следното шематски вклучува филтер со низок премин РЦ со фреквенција на отсекување од 1.5 MHz.

И тука е демоделираниот сигнал:

Оваа техника е всушност покомплицирана отколку што се појавува затоа што фазата на брановодната фреквенција на приемникот мора да биде синхронизирана со фазата на носачот на предавателот. Ова е дискутирано понатаму на страница 5 од ова поглавје (Разбирање на демодулацијата на квадратурата).

Опција 2: детектор на врв

Како што можете да видите погоре во заплетот што ја прикажува брановата форма AM (во сина боја) и преместената брановодна форма (портокалово), позитивниот дел од „пликот“ на АМ одговара на основниот широкопојасен сигнал. 

Терминот „плик“ се однесува на варијациите на носачот во синусоидната амплитуда (за разлика од варијациите во моменталната вредност на самата бранова форма). Ако би можеле некако да го извлечеме позитивниот дел од пликот АМ, би можеле да го репродуцираме сигналот од основната лента без да користиме мултипликатор.

Излегува дека е доста лесно да се претвори позитивниот плик во нормален сигнал. Започнуваме со детектор за врв, што е само диода проследена со кондензатор. 

Диодата се спроведува кога влезниот сигнал е најмалку 0.7 V над напонот на кондензаторот, и во спротивно делува како отворено коло. Така, кондензаторот го одржува вртежниот напон: ако струјниот влезен напон е помал од напонот на кондензаторот, напонот на кондензаторот не се намалува затоа што обратно-пристрасната диода спречува празнење.

Сепак, не сакаме детектор за врв што ќе го задржи врвниот напон подолг временски период. Наместо тоа, ние сакаме коло што го задржува врвот во однос на високите фреквенции на варијантата на носачот, но не го задржува врвот во однос на варијациите на пониската фреквенција на пликот. Со други зборови, ние сакаме детектор на врв кој го задржува врвот само за краток временски период. 

Ова го остваруваме со додавање на паралелен отпор што му овозможува на кондензаторот да се испушти. (Овој тип на кола се нарекува „детектор на вртежен врв“, каде што „протекување“ се однесува на патеката за празнење што ја обезбедува отпорникот.) Отпорот е избран така што празнењето е доволно бавно за да се изедначи фреквенцијата на носачот и доволно брз за не ја измазнувајте ја фреквенцијата на пликот.

Еве еден пример на детектор на протечен врв за демоделација на АМ:

Забележете дека сум го засилил сигналот AM со фактор од пет со цел да го направам влезниот сигнал на детекторот на врв поголем во однос на напонскиот напон на диодата. Следната парцела го пренесува генералниот резултат што се обидуваме да го постигнеме со детекторот за излевање врвови.

Конечниот сигнал ја прикажува очекуваната карактеристика на полнење / празнење:




Низок премин филтер може да се користи за да се изедначат овие варијации.

Резиме

* Во LTspice, произволен извор на напон во однесувањето може да се користи за да се создаде бранова форма AM.

* ФМ-брановите може да се демоделираат со помош на мултипликатор, проследено со низок премин филтер.

* Поедноставен (и понизок) пристап е да се користи откриен вртежен врв, т.е. детектор за врв со паралелна отпорност што му овозможува на кондензаторот да се испушти со соодветна брзина.

Остави порака 

Список со пораки