DSBSC復調器

DSBSC波から元のメッセージ信号を抽出するプロセスは、DSBSCの検出または復調として知られています。次の復調器(検出器)は、DSBSC波を復調するために使用されます。

  • コヒーレント検出器
  • コスタスループ

コヒーレント検出器

ここでは、同じキャリア信号(DSBSC信号の生成に使用される)を使用してメッセージ信号を検出します。したがって、この検出プロセスは次のように呼ばれます。coherent または synchronous detection。以下は、コヒーレント検出器のブロック図です。

このプロセスでは、メッセージ信号は、DSBSC変調で使用されるキャリアの同じ周波数と位相を持つキャリアを乗算することにより、DSBSC波から抽出できます。結果の信号は、ローパスフィルターを通過します。このフィルターの出力は、目的のメッセージ信号です。

DSBSCウェーブを

$$ s \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)m \ left(t \ right)$$

局部発振器の出力は

$$ c \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right)$$

ここで、$ \ phi $は、局部発振器信号とキャリア信号の間の位相差であり、DSBSC変調に使用されます。

この図から、製品変調器の出力を次のように書くことができます。

$$ v \ left(t \ right)= s \ left(t \ right)c \ left(t \ right)$$

上記の式の$ s \ left(t \ right)$と$ c \ left(t \ right)$の値を代入します。

$$ \ Rightarrow v \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)m \ left(t \ right)A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $$

$ = {A_ {c}} ^ {2} \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)\ cos \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right)m \ left(t \ right)$

$ = \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ left [\ cos \ left(4 \ pi f_ct + \ phi \ right)+ \ cos \ phi \ right] m \ left(t \右)$

$$ v \ left(t \ right)= \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ phi m \ left(t \ right)+ \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ left(4 \ pi f_ct + \ phi \ right)m \ left(t \ right)$$

上記の式で、最初の項はメッセージ信号のスケーリングされたバージョンです。上記の信号をローパスフィルターに通すことで抽出できます。

したがって、ローパスフィルターの出力は次のようになります。

$$ v_0t = \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ phi m \ left(t \ right)$$

$ \ phi = 0 ^ 0 $の場合、復調された信号振幅は最大になります。そのため、局部発振器信号と搬送波信号は同相である必要があります。つまり、これら2つの信号の間に位相差があってはなりません。

$ \ phi = \ pm 90 ^ 0 $の場合、復調された信号振幅はゼロになります。この効果は、quadrature null effect

コスタスループ

Costasループは、キャリア信号(DSBSC変調に使用)とローカルで生成された信号の両方を同相にするために使用されます。以下は、コスタスループのブロック図です。

Costas loopDSBSC波である共通入力$ s \ left(t \ right)$を持つ2つの積変調器で構成されます。両方の製品変調器のもう一方の入力は、Voltage Controlled Oscillator (VCO)図に示すように、製品変調器の1つに$ -90 ^ 0 $位相シフトします。

DSBSC波の方程式は次のとおりです。

$$ s \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)m \ left(t \ right)$$

VCOの出力を

$$ c_1 \ left(t \ right)= \ cos \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right)$$

このVCOの出力は、上部積変調器のキャリア入力として適用されます。

したがって、上位積変調器の出力は次のようになります。

$$ v_1 \ left(t \ right)= s \ left(t \ right)c_1 \ left(t \ right)$$

上記の式の$ s \ left(t \ right)$と$ c_1 \ left(t \ right)$の値を代入します。

$$ \ Rightarrow v_1 \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)m \ left(t \ right)\ cos \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right)$ $

単純化すると、$ v_1 \ left(t \ right)$は次のようになります。

$$ v_1 \ left(t \ right)= \ frac {A_c} {2} \ cos \ phi m \ left(t \ right)+ \ frac {A_c} {2} \ cos \ left(4 \ pi f_ct + \ phi \ right)m \ left(t \ right)$$

この信号は、上部ローパスフィルターの入力として適用されます。このローパスフィルターの出力は次のとおりです。

$$ v_ {01} \ left(t \ right)= \ frac {A_c} {2} \ cos \ phi m \ left(t \ right)$$

したがって、このローパスフィルタの出力は、変調信号のスケーリングされたバージョンです。

$ -90 ^ 0 $移相器の出力は次のとおりです。

$$ c_2 \ left(t \ right)= cos \ left(2 \ pi f_ct + \ phi-90 ^ 0 \ right)= \ sin \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right)$$

この信号は、下側の積変調器のキャリア入力として適用されます。

下側の積変調器の出力は次のとおりです。

$$ v_2 \ left(t \ right)= s \ left(t \ right)c_2 \ left(t \ right)$$

上記の式の$ s \ left(t \ right)$と$ c_2 \ left(t \ right)$の値を代入します。

$$ \ Rightarrow v_2 \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)m \ left(t \ right)\ sin \ left(2 \ pi f_ct + \ phi \ right)$ $

単純化すると、$ v_2 \ left(t \ right)$は次のようになります。

$$ v_2 \ left(t \ right)= \ frac {A_c} {2} \ sin \ phi m \ left(t \ right)+ \ frac {A_c} {2} \ sin \ left(4 \ pi f_ct + \ phi \ right)m \ left(t \ right)$$

この信号は、ローパスフィルターの入力として適用されます。このローパスフィルターの出力は次のとおりです。

$$ v_ {02} \ left(t \ right)= \ frac {A_c} {2} \ sin \ phi m \ left(t \ right)$$

このローパスフィルターの出力は、上部のローパスフィルターの出力と$ -90 ^ 0 $の位相差があります。

これらの2つのローパスフィルターの出力は、位相弁別器の入力として適用されます。これら2つの信号間の位相差に基づいて、位相弁別器はDC制御信号を生成します。

この信号は、VCO出力の位相エラーを修正するためにVCOの入力として適用されます。したがって、キャリア信号(DSBSC変調に使用)とローカルで生成された信号(VCO出力)は同相です。