Analoge Kommunikation - Empfänger
Die am Anfang des Empfängerabschnitts vorhandene Antenne empfängt die modulierte Welle. Lassen Sie uns zunächst die Anforderungen eines Empfängers diskutieren.
Anforderungen eines Empfängers
Der AM-Empfänger empfängt die AM-Welle und demoduliert sie mithilfe des Hüllkurvendetektors. In ähnlicher Weise empfängt der FM-Empfänger eine FM-Welle und demoduliert sie unter Verwendung der Frequenzdiskriminierungsmethode. Im Folgenden sind die Anforderungen sowohl des AM- als auch des FM-Empfängers aufgeführt.
Es sollte kostengünstig sein.
Es sollte die entsprechenden modulierten Wellen empfangen.
Der Empfänger sollte in der Lage sein, den gewünschten Sender abzustimmen und zu verstärken.
Es sollte die Fähigkeit haben, unerwünschte Stationen abzulehnen.
Die Demodulation muss für alle Stationssignale unabhängig von der Trägersignalfrequenz durchgeführt werden.
Damit diese Anforderungen erfüllt werden, sollten die Tunerschaltung und die Mischerschaltung sehr effektiv sein. Das Verfahren des HF-Mischens ist ein interessantes Phänomen.
RF-Mischen
Die HF-Mischeinheit entwickelt eine Intermediate Frequency (IF), in das ein empfangenes Signal umgewandelt wird, um das Signal effektiv zu verarbeiten.
RF Mixer ist eine wichtige Stufe im Empfänger. Es werden zwei Signale mit unterschiedlichen Frequenzen aufgenommen, wobei ein Signalpegel den Pegel des anderen Signals beeinflusst, um die resultierende gemischte Ausgabe zu erzeugen. Die Eingangssignale und der resultierende Mischerausgang sind in den folgenden Abbildungen dargestellt.
Die erste und die zweite Signalfrequenz seien $ f_1 $ und $ f_2 $. Wenn diese beiden Signale als Eingänge des HF-Mischers angelegt werden, erzeugt er ein Ausgangssignal mit Frequenzen von $ f_1 + f_2 $ und $ f_1-f_2 $.
Wenn dies im Frequenzbereich beobachtet wird, sieht das Muster wie in der folgenden Abbildung aus.
In diesem Fall ist $ f_1 $ größer als $ f_2 $. Die resultierende Ausgabe hat also die Frequenzen $ f_1 + f_2 $ und $ f_1-f_2 $. Wenn $ f_2 $ größer als $ f_1 $ ist, hat die resultierende Ausgabe die Frequenzen $ f_1 + f_2 $ und $ f_1-f_2 $.
AM-Empfänger
Der AM-Überlagerungsempfänger nimmt die amplitudenmodulierte Welle als Eingang und erzeugt das ursprüngliche Audiosignal als Ausgang. Selectivity ist die Fähigkeit, ein bestimmtes Signal auszuwählen und die anderen abzulehnen. Sensitivity ist die Fähigkeit, HF-Signale zu erkennen und zu demodulieren, während sie sich auf dem niedrigsten Leistungspegel befinden.
Funkamateure sind die ersten Funkempfänger. Sie haben jedoch Nachteile wie eine schlechte Empfindlichkeit und Selektivität. Um diese Nachteile zu überwinden,super heterodyneEmpfänger wurde erfunden. Das Blockschaltbild des AM-Empfängers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
RF-Tuner-Bereich
Die von der Antenne empfangene amplitudenmodulierte Welle wird zuerst an die weitergeleitet tuner circuitdurch einen Transformator. Die Tuner-Schaltung ist nichts anderes als eine LC-Schaltung, die auch als bezeichnet wirdresonant oder tank circuit. Es wählt die vom AM-Empfänger gewünschte Frequenz aus. Gleichzeitig werden auch der lokale Oszillator und das HF-Filter abgestimmt.
HF-Mischer
Das Signal vom Tunerausgang wird an die gesendet RF-IF converter, die als Mischer wirkt. Es hat einen lokalen Oszillator, der eine konstante Frequenz erzeugt. Der Mischvorgang wird hier durchgeführt, wobei das empfangene Signal als ein Eingang und die lokale Oszillatorfrequenz als der andere Eingang verwendet werden. Die resultierende Ausgabe ist eine Mischung aus zwei Frequenzen $ \ left [\ left (f_1 + f_2 \ right), \ left (f_1-f_2 \ right) \ right] $, die vom Mixer erzeugt werden und als the bezeichnet werdenIntermediate Frequency (IF).
Die Erzeugung von ZF hilft bei der Demodulation eines Stationssignals mit einer beliebigen Trägerfrequenz. Daher werden alle Signale für eine angemessene Selektivität in eine feste Trägerfrequenz übersetzt.
IF-Filter
Das Zwischenfrequenzfilter ist ein Bandpassfilter, das die gewünschte Frequenz durchlässt. Es eliminiert alle anderen darin enthaltenen unerwünschten Frequenzkomponenten. Dies ist der Vorteil des ZF-Filters, der nur die ZF-Frequenz zulässt.
AM Demodulator
Die empfangene AM-Welle wird nun mit dem AM-Demodulator demoduliert. Dieser Demodulator verwendet den Hüllkurvenerkennungsprozess, um das Modulationssignal zu empfangen.
Audio-Verstärker
Dies ist die Leistungsverstärkerstufe, mit der das erkannte Audiosignal verstärkt wird. Das verarbeitete Signal wird verstärkt, um effektiv zu sein. Dieses Signal wird an den Lautsprecher weitergeleitet, um das ursprüngliche Tonsignal zu erhalten.
FM-Empfänger
Das Blockschaltbild des FM-Empfängers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Dieses Blockschaltbild des FM-Empfängers ähnelt dem Blockschaltbild des AM-Empfängers. Die beiden Blöcke Amplitudenbegrenzer und Deemphasis-Netzwerk sind vor und nach dem FM-Demodulator enthalten. Der Betrieb der verbleibenden Blöcke ist der gleiche wie der des AM-Empfängers.
Wir wissen, dass bei der FM-Modulation die Amplitude der FM-Welle konstant bleibt. Wenn jedoch mit der FM-Welle im Kanal etwas Rauschen hinzugefügt wird, kann die Amplitude der FM-Welle variieren. So mit Hilfe vonamplitude limiter Wir können die Amplitude der FM-Welle konstant halten, indem wir die unerwünschten Spitzen des Rauschsignals entfernen.
Im FM-Sender haben wir das Preemphasis-Netzwerk (Hochpassfilter) gesehen, das vor dem FM-Modulator vorhanden ist. Dies wird verwendet, um das SNR des Hochfrequenz-Audiosignals zu verbessern. Der umgekehrte Prozess der Vorbetonung ist bekannt alsde-emphasis. Somit ist in diesem FM-Empfänger das Deemphasis-Netzwerk (Tiefpassfilter) nach dem FM-Demodulator enthalten. Dieses Signal wird an den Audioverstärker weitergeleitet, um den Leistungspegel zu erhöhen. Schließlich erhalten wir das Original-Tonsignal vom Lautsprecher.