Analoge Kommunikation - FM-Demodulatoren
Lassen Sie uns in diesem Kapitel die Demodulatoren diskutieren, die die FM-Welle demodulieren. Die folgenden zwei Methoden demodulieren die FM-Welle.
- Frequenzunterscheidungsmethode
- Phasendiskriminierungsmethode
Frequenzdiskriminierungsmethode
Wir wissen, dass die Gleichung der FM-Welle ist
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$
Unterscheiden Sie die obige Gleichung in Bezug auf 't'.
$$ \ frac {ds \ left (t \ right)} {dt} = -A_c \ left (2 \ pi f_c + 2 \ pi k_fm \ left (t \ right) \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$
Wir können $ - \ sin \ theta $ als $ \ sin \ left (\ theta -180 ^ 0 \ right) $ schreiben.
$$ \ Rightarrow \ frac {ds (t)} {dt} = A_c \ left (2 \ pi f_c + 2 \ pi k_fm \ left (t \ right) \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2) \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt-180 ^ 0 \ right) $$
$$ \ Rightarrow \ frac {ds (t)} {dt} = A_c \ left (2 \ pi f_c \ right) \ left [1+ \ left (\ frac {k_f} {k_c} \ right) m \ left ( t \ rechts) \ rechts] \ sin \ links (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ links (t \ rechts) dt-180 ^ 0 \ rechts) $$
In der obigen Gleichung ähnelt der Amplitudenausdruck der Hüllkurve der AM-Welle und der Winkelausdruck dem Winkel der FM-Welle. Hier ist unsere Anforderung das Modulationssignal $ m \ left (t \ right) $. Daher können wir es aus der Hüllkurve der AM-Welle wiederherstellen.
Die folgende Abbildung zeigt das Blockdiagramm eines FM-Demodulators unter Verwendung des Frequenzunterscheidungsverfahrens.
Dieses Blockschaltbild besteht aus dem Differenzierer und dem Hüllkurvendetektor. Mit dem Differenzierer wird die FM-Welle in eine Kombination aus AM-Welle und FM-Welle umgewandelt. Dies bedeutet, dass die Frequenzänderungen der FM-Welle in die entsprechenden Spannungs- (Amplituden-) Änderungen der AM-Welle umgewandelt werden. Wir kennen die Funktionsweise des Hüllkurvendetektors. Es erzeugt den demodulierten Ausgang der AM-Welle, der nichts anderes als das Modulationssignal ist.
Phasendiskriminierungsmethode
Die folgende Abbildung zeigt das Blockschaltbild des FM-Demodulators unter Verwendung des Phasendiskriminierungsverfahrens.
Dieses Blockdiagramm besteht aus dem Multiplikator, dem Tiefpassfilter und dem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO). VCO erzeugt ein Ausgangssignal $ v \ left (t \ right) $, dessen Frequenz proportional zur Eingangssignalspannung $ d \ left (t \ right) $ ist. Wenn das Signal $ d \ left (t \ right) $ Null ist, stellen Sie zunächst den VCO so ein, dass ein Ausgangssignal $ v \ left (t \ right) $ mit einer Trägerfrequenz und einer Phasenverschiebung von -90 ^ 0 $ erzeugt wird in Bezug auf das Trägersignal.
Die FM-Welle $ s \ left (t \ right) $ und der VCO-Ausgang $ v \ left (t \ right) $ werden als Eingänge des Multiplikators angelegt. Der Multiplikator erzeugt einen Ausgang mit einer Hochfrequenzkomponente und einer Niederfrequenzkomponente. Das Tiefpassfilter eliminiert die Hochfrequenzkomponente und erzeugt nur die Niederfrequenzkomponente als Ausgang.
Diese Niederfrequenzkomponente enthält nur die termbezogene Phasendifferenz. Daher erhalten wir das Modulationssignal $ m \ left (t \ right) $ von diesem Ausgang des Tiefpassfilters.