Nola demodulatu AM uhin forma

Irrati maiztasuneko desmodulazioa
Ezagut itzazu jatorrizko informazioa anplitudearen modulatutako eramaileen seinale batetik.

Puntu honetan badakigu modulazioari seinaleide bat nahita aldatzea aipatzen zaio, horrela, maiztasun baxuko informazioa igorle batetik hartzaile batera eraman dezake. Metodo desberdinei lotutako xehetasunak ere estali ditugu, informazioa garraiatzeko uhin batean anplitudea, maiztasuna, fasea, analogikoa, digitala.

Baina ez dago inolako arrazoirik datuak transmititutako seinale batean txertatzeko, ezin badugu datu hori jasotako seinaletik atera, eta horregatik demodulazioa aztertu behar dugu. 

Desmodulazioko zirkuituek gailur-detektagailu aldakor bezain sinplea eta kuadraturearen deskonexio koherentea bezain konplexua eta seinale digitaleko prozesadore batek eginiko deskodetze algoritmo sofistikatuekin konbinatzen da.

Seinalea sortzen
AM olatu forma demodulatzeko teknikak aztertzeko LTspice erabiliko dugu. Baina demodulatu aurretik modulatu beharreko zerbait behar dugu.

AM modulazio orrialdean ikusi genuen lau gauza behar direla AM uhin forma sortzeko. Lehenik eta behin, banda bandako uhin forma eta eramaile uhin forma behar ditugu. Orduan, oinarrizko banda-seinaleari DC desplazamendu egokia gehitzeko zirkuitua behar dugu. 

Azkenik, biderkatzailea behar dugu, izan ere, anplitudearen modulazioari dagokion erlazio matematikoa garraiatzailearen oinarrizko bandaren seinalea biderkatzen du.

Hurrengo LTspice zirkuituak AM uhin forma sortuko du.

* V1 1 MHz-ko uhin sinusoidaleko tentsio iturria da eta jatorrizko bandaren seinalea ematen du.

* V3-k 100 MHz-eko uhin sinusoidea sortzen du garraiatzailearentzat.

* Op-amp zirkuitua maila aldatzailea da (sarrerako anplitudea erdira murrizten du). V1-tik datorren seinalea –1 V-tik + 1 V-ra igotzen den uhin sinusoiduna da eta op-amp-aren irteera 0 V-tik +1 V-ra igotzen da.

* B1 "portaera tentsio arbitrario bat da." Bere "balioa" eremua konstante bat baino formula bat da; kasu honetan formula garraiatzaileen uhin-formaren bidez biderkatutako baseband seinalea da. Modu honetan B1 anplitudearen modulazioa egiteko erabil daiteke.

Hona hemen banda-barraren seinalea aldatuta:

Hemen ikus dezakezu AM-ren aldaketak nolakoak diren banda-bandako seinaleari (hau da, uhin-forma urdinari iluntzen zaion arrasto laranja):

Demodulazio

AM modulazio orrialdean azaldutakoaren arabera, anplitudearen modulazioa egiteko erabiltzen den biderkatze operazioak banda bandako espektroa garraiatzaile maiztasun positiboa (+ fC) eta garraiatzaile maiztasun negatiboa (–fC) inguruko banda batera transferitzea du. 

Hori dela eta, anplitudearen modulazioa pentsa dezakegu goi mailako espektroa gorantz aldatuz fC eta beherantz fC arabera. Ondoren, modulaturiko seinalea eramaile maiztasunaz biderkatzerakoan, espektroak jatorrizko posiziora lekualdatuko du; hau da, espektroa beherantz fC aldatuko du, 0 Hz inguruan zentratua izan dadin.

1. aukera: Biderketa eta iragazketa
Hurrengo LTspice eskemak portaera-tentsio arbitrarioko demodulazioa biltzen du; B2-k garraiatzailearen AM seinalea biderkatzen du.

 

Hona hemen emaitza:

Hau, zalantzarik gabe, ez da zuzena. Handitzen badugu, honako hau ikusten dugu:

Eta horrek arazoa agerian uzten du. Anplitudearen modulazioaren ondoren, banda-bandaren espektroa + fC inguruan zentratzen da. AM uhinaren eramaileak eramaileak, banda-bandaren espektroa 0 Hz-tara aldatzen du, baina 2fC-raino ere mugitzen da (kasu honetan 200 MHz), zeren (lehen esan bezala) biderketak lehendik dagoen espektroa fC-ra igo eta fC-ra jaisten du. .

Argi dago, beraz, biderkatzea bakarrik ez dela nahikoa demodulaziorako. Guk behar duguna biderkadura eta pasio baxuko iragazkia da; iragazkiak 2fC-raino desplazatu den espektroa ezabatzen du. Ondorengo eskemak ~ 1.5 MHz arteko ebakidura maiztasuna duen RC baxuko iragazki bat barne hartzen du.

Hemen duzu demodulatutako seinalea:

Teknika hau dirudiena baino konplikatuagoa da, hartzailearen garraiatzaile-maiztasunaren uhin-forma igorlearen garraiatzailearen fasearekin sinkronizatu behar delako. Kapitulu honen 5. orrialdean (Kuadratuaren Desmodulazioa ulertzea) gehiago eztabaidatuko da.

2. aukera: gailur detektagailua

Goian ikus dezakezu AM uhin forma (urdinez) eta desplazatutako base banda uhin forma (laranja) erakusten duen moduan, AM "gutunazalaren" zati positiboa banda-bandako seinalearekin bat dator. 

"Gutun-azala" terminoak garraiatzailearen anplitude sinusoidalaren aldakuntzak aipatzen ditu (uhin-formaren berehalako balioaren aldakuntzak ez bezala). Nolabait AM inguratzailearen zati positiboa atera ahal izango bagenu, banda-bandako seinalea erreproduzitu genezake biderkatzailea erabili gabe.

Dirudienez, nahiko erraza da gutunazal positiboa seinale normal bihurtzea. Gailurreko detektagailu batekin hasten gara, kondentsadore batek jarraitzen duen diodo bat besterik ez baita. 

Diodoa sarrerako seinalea kondentsadorearen tentsioaren gainetik gutxienez ~ 0.7 V dagoenean egiten da eta, bestela, zirkuitu irekiaren antzera jokatzen du. Horrela, kondentsadoreak tentsio maximoa mantentzen du: korronte sarrerako tentsioa kondentsadorearen tentsioa baino txikiagoa bada, kondentsadorearen tentsioa ez da gutxitzen alderantzizko diodoak deskargatzea eragozten duelako.

Hala ere, ez dugu nahi tontorreko detektagailurik denbora tarte luzez tentsioari eutsiko dionik. Horren ordez, gailurra erlatiboki mantentzen duen zirkuitu bat nahi dugu eramaile uhin-formaren maiztasun altuko aldakuntzekin, baina ez du gailurra erlatiboki inguratzen duen maiztasun baxuko maiztasunei dagokienez. Beste modu batera esanda, gailurra detektatzen duen gailurra detektatu nahi dugu denbora gutxian. 

Hori lortzen dugu kondentsadorea deskargatzea ahalbidetzen duen erresistentzia paraleloan gehituz. (Zirkuitu mota hau "ihesaren gailur detektagailu" deritzo "non" ihesak "erresistentziak emandako deskarga-bideari egiten dio erreferentzia.) Erresistentzia aukeratzen da, hala nola, isuri nahikoa motela da garraiatzailearen maiztasuna leuntzeko eta nahiko azkarra izateko. ez da gutunazalaren maiztasuna leuntzen.

Hona hemen AM demodulaziorako gailur detektagailu iragazki bat:

Kontuan izan AM seinalea bost faktorez anplifikatu dudala, detektagailuaren sarrerako gailuaren sarrerako seinalea diodoaren aurreko tentsioaren aldean handiagoa izan dadin. Hurrengo lursailak gailur ihesaren detektagailuarekin lortu nahi dugun emaitza orokorra ematen du.

Azken seinaleak espero den karga / alta ezaugarria erakusten du:




Aldaera horiek leuntzeko pasabide baxuko iragazkia erabil daiteke.

Laburpena

* LTspice-n, jokabide tentsio arbitrario bat erabil daiteke AM uhin forma sortzeko.

* AM uhin formak biderkatzailearen bidez biderkagailu bat erabiliz biderkatzen dira eta ondoren beheko iragazkia.

* Planteamendu sinpleagoa (eta kostu baxuagoa) hondoratzaile tontor bat erabiltzea da, hau da, erresistentzia paralelo bat duen gailur detektagailu bat, eta horri esker, kondentsadorea tasa egokia da.

Utzi mezu bat 

Mezu zerrenda