Analoge Kommunikation - AM-Demodulatoren
Der Vorgang des Extrahierens eines ursprünglichen Nachrichtensignals aus der modulierten Welle ist bekannt als detection oder demodulation. Die Schaltung, die die modulierte Welle demoduliert, ist als die bekanntdemodulator. Die folgenden Demodulatoren (Detektoren) werden zur Demodulation der AM-Welle verwendet.
- Square Law Demodulator
- Hüllkurvendetektor
Square Law Demodulator
Der Quadratgesetz-Demodulator wird verwendet, um eine AM-Welle mit niedrigem Pegel zu demodulieren. Es folgt das Blockschaltbild dersquare law demodulator.
Dieser Demodulator enthält ein Gerät mit quadratischem Gesetz und einen Tiefpassfilter. Die AM-Welle $ V_1 \ left (t \ right) $ wird als Eingabe an diesen Demodulator angelegt.
Die Standardform der AM-Welle ist
$$ V_1 \ left (t \ right) = A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $$
Wir wissen, dass die mathematische Beziehung zwischen der Eingabe und der Ausgabe eines Geräts mit quadratischem Gesetz ist
$ V_2 \ left (t \ right) = k_1V_1 \ left (t \ right) + k_2V_1 ^ 2 \ left (t \ right) $ (Gleichung 1)
Wo,
$ V_1 \ left (t \ right) $ ist der Eingang des Geräts mit quadratischem Gesetz, das nichts anderes als die AM-Welle ist
$ V_2 \ left (t \ right) $ ist die Ausgabe des Square-Law-Geräts
$ k_1 $ und $ k_2 $ sind Konstanten
Ersetzen Sie $ V_1 \ left (t \ right) $ in Gleichung 1
$$ V_2 \ left (t \ right) = k_1 \ left (A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ right) + k_2 \ links (A_c \ links [1 + k_am \ links (t \ rechts) \ rechts] \ cos \ links (2 \ pi f_ct \ rechts) \ rechts) ^ 2 $$
$ \ Rightarrow V_2 \ left (t \ right) = k_1A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + k_1A_ck_am \ left (t \ right) \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + $
$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} \ left [1+ {K_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ right) + 2k_am \ left (t \ right) \ right] \ left (\ frac {1+ \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right)} {2} \ right) $
$ \ Rightarrow V_2 \ left (t \ right) = k_1A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + k_1A_ck_am \ left (t \ right) \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + \ frac { K_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} + $
$ \ frac {K_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right) + \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a }} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ right)} {2} + \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ rechts)} {2} \ cos \ links (4 \ pi f_ct \ rechts) + $
$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) + k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ rechts) $
In der obigen Gleichung ist der Term $ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) $ die skalierte Version des Nachrichtensignals. Es kann extrahiert werden, indem das obige Signal durch ein Tiefpassfilter geleitet wird und die Gleichstromkomponente $ \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} $ mit Hilfe eines Koppelkondensators eliminiert werden kann.
Hüllkurvendetektor
Der Hüllkurvendetektor wird verwendet, um AM-Wellen mit hohem Pegel zu erfassen (zu demodulieren). Es folgt das Blockschaltbild des Hüllkurvendetektors.
Dieser Hüllkurvendetektor besteht aus einer Diode und einem Tiefpassfilter. Hier ist die Diode das Haupterfassungselement. Daher wird der Hüllkurvendetektor auch als bezeichnetdiode detector. Das Tiefpassfilter enthält eine parallele Kombination aus Widerstand und Kondensator.
Die AM-Welle $ s \ left (t \ right) $ wird als Eingabe an diesen Detektor angelegt.
Wir wissen, dass die Standardform der AM-Welle ist
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $$
In der positiven Halbwelle der AM-Welle leitet die Diode und der Kondensator lädt sich auf den Spitzenwert der AM-Welle auf. Wenn der Wert der AM-Welle kleiner als dieser Wert ist, wird die Diode in Sperrrichtung vorgespannt. Somit entlädt sich der Kondensator durch einen WiderstandRbis zur nächsten positiven Halbwelle der AM-Welle. Wenn der Wert der AM-Welle größer als die Kondensatorspannung ist, leitet die Diode und der Vorgang wird wiederholt.
Wir sollten die Komponentenwerte so auswählen, dass sich der Kondensator sehr schnell auflädt und sehr langsam entlädt. Als Ergebnis erhalten wir die gleiche Kondensatorspannungswellenform wie die Hüllkurve der AM-Welle, die dem Modulationssignal fast ähnlich ist.