Komunikacja analogowa - odbiorniki

Antena znajdująca się na początku sekcji odbiornika odbiera modulowaną falę. Najpierw omówmy wymagania odbiorcy.

Wymagania odbiorcy

Odbiornik AM odbiera falę AM i demoduluje ją za pomocą detektora obwiedni. Podobnie odbiornik FM odbiera falę FM i demoduluje ją za pomocą metody dyskryminacji częstotliwości. Poniżej przedstawiono wymagania zarówno odbiornika AM, jak i FM.

• Powinien być opłacalny.

• Powinien otrzymać odpowiednie modulowane fale.

• Odbiornik powinien być w stanie dostroić i wzmocnić żądaną stację.

• Powinien mieć możliwość odrzucania niechcianych stacji.

• Demodulacja musi być wykonana dla wszystkich sygnałów stacji, niezależnie od częstotliwości sygnału nośnej.

Aby te wymagania zostały spełnione, obwód tunera i obwód mieszacza powinny być bardzo wydajne. Ciekawym zjawiskiem jest procedura mieszania RF.

Miksowanie RF

Jednostka mieszająca RF opracowuje plik Intermediate Frequency (IF), na który konwertowany jest każdy odebrany sygnał, aby skutecznie przetworzyć sygnał.

Mikser RF to ważny etap w odbiorniku. Pobierane są dwa sygnały o różnych częstotliwościach, w których jeden poziom sygnału wpływa na poziom drugiego sygnału, w wyniku czego powstaje mieszany sygnał wyjściowy. Sygnały wejściowe i wynikowe wyjście miksera zilustrowano na poniższych rysunkach.

Niech pierwsza i druga częstotliwość sygnału będą wynosić $ f_1 $ i $ f_2 $. Jeśli te dwa sygnały zostaną zastosowane jako wejścia miksera RF, to wytworzy sygnał wyjściowy o częstotliwościach $ f_1 + f_2 $ i $ f_1-f_2 $.

Jeśli zostanie to zaobserwowane w dziedzinie częstotliwości, wzór wygląda jak na poniższym rysunku.

W tym przypadku $ f_1 $ jest większe niż $ f_2 $. Zatem wynikowe wyjście ma częstotliwości $ f_1 + f_2 $ i $ f_1-f_2 $. Podobnie, jeśli $ f_2 $ jest większe niż $ f_1 $, to wynikowe wyjście będzie miało częstotliwości $ f_1 + f_2 $ i $ f_1-f_2 $.

Odbiornik AM

Odbiornik superheterodynowy AM przyjmuje falę modulowaną amplitudowo jako wejście i wytwarza oryginalny sygnał audio jako wyjście. Selectivity to możliwość wybrania określonego sygnału, odrzucając pozostałe. Sensitivity to zdolność wykrywania sygnału RF i jego demodulacji przy najniższym poziomie mocy.

Radioamatorzy są pierwszymi odbiornikami radiowymi. Mają jednak wady, takie jak słaba czułość i selektywność. Aby pokonać te wady,super heterodyneodbiornik został wynaleziony. Schemat blokowy odbiornika AM pokazano na poniższym rysunku.

Sekcja tunera RF

Fala o modulowanej amplitudzie odebrana przez antenę jest najpierw przekazywana do tuner circuitprzez transformator. Obwód tunera to nic innego jak obwód LC, który jest również nazywany jakoresonant lub tank circuit. Wybiera częstotliwość żądaną przez odbiornik AM. W tym samym czasie dostraja również lokalny oscylator i filtr RF.

Mikser RF

Sygnał z wyjścia tunera jest wysyłany do RF-IF converter, który działa jak mikser. Posiada lokalny oscylator, który wytwarza stałą częstotliwość. Proces miksowania jest tutaj wykonywany, przy czym odebrany sygnał jest jednym wejściem, a częstotliwość lokalnego oscylatora drugim wejściem. Wynikowe wyjście jest mieszaniną dwóch częstotliwości $ \ left [\ left (f_1 + f_2 \ right), \ left (f_1-f_2 \ right) \ right] $ wytworzonej przez mikser, która jest nazywanaIntermediate Frequency (IF).

Wytwarzanie IF pomaga w demodulacji dowolnego sygnału stacji o dowolnej częstotliwości nośnej. W związku z tym wszystkie sygnały są tłumaczone na stałą częstotliwość nośną w celu zapewnienia odpowiedniej selektywności.

IF Filter

Filtr częstotliwości pośredniej jest filtrem pasmowym, który przepuszcza żądaną częstotliwość. Eliminuje wszystkie inne niepożądane składowe częstotliwości w nim obecne. Jest to zaleta filtra IF, który dopuszcza tylko częstotliwość IF.

Demodulator AM

Odebrana fala AM jest teraz demodulowana przy użyciu demodulatora AM. Ten demodulator wykorzystuje proces wykrywania obwiedni do odbioru sygnału modulującego.

Wzmacniacz dźwięku

Jest to stopień wzmacniacza mocy, który służy do wzmacniania wykrytego sygnału audio. Przetwarzany sygnał jest wzmacniany, aby był skuteczny. Sygnał ten jest przekazywany do głośnika, aby uzyskać oryginalny sygnał dźwiękowy.

Odbiornik FM

Schemat blokowy odbiornika FM przedstawiono na poniższym rysunku.

Ten schemat blokowy odbiornika FM jest podobny do schematu blokowego odbiornika AM. Dwa bloki ogranicznika amplitudy i sieci deemfazy są zawarte przed i za demodulatorem FM. Działanie pozostałych bloków jest takie samo, jak w przypadku odbiornika AM.

Wiemy, że w modulacji FM amplituda fali FM pozostaje stała. Jeśli jednak do fali FM w kanale dodany zostanie jakiś szum, wówczas amplituda fali FM może się zmieniać. Tak więc przy pomocyamplitude limiter możemy utrzymać stałą amplitudę fali FM, usuwając niepożądane szczyty sygnału szumu.

W nadajniku FM widzieliśmy sieć preemfazy (filtr górnoprzepustowy), która jest obecna przed modulatorem FM. Służy to poprawie SNR sygnału audio o wysokiej częstotliwości. Odwrotny proces preemfazyfikacji jest znany jakode-emphasis. Tak więc w tym odbiorniku FM sieć deemfazy (filtr dolnoprzepustowy) jest zawarta za demodulatorem FM. Sygnał ten jest przekazywany do wzmacniacza audio w celu zwiększenia poziomu mocy. Wreszcie otrzymujemy oryginalny sygnał dźwiękowy z głośnika.