Comunicação Analógica - Demoduladores AM
O processo de extração de um sinal de mensagem original da onda modulada é conhecido como detection ou demodulation. O circuito que demodula a onda modulada é conhecido como odemodulator. Os seguintes demoduladores (detectores) são usados para demodular a onda AM.
- Demodulador de Lei Quadrada
- Detector de Envelope
Demodulador de Lei Quadrada
O demodulador de lei quadrada é usado para demodular a onda AM de baixo nível. A seguir está o diagrama de blocos dosquare law demodulator.
Este demodulador contém um dispositivo de lei quadrada e filtro passa-baixo. A onda AM $ V_1 \ left (t \ right) $ é aplicada como uma entrada para este demodulador.
A forma padrão da onda AM é
$$ V_1 \ left (t \ right) = A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $$
Sabemos que a relação matemática entre a entrada e a saída do dispositivo de lei quadrada é
$ V_2 \ esquerda (t \ direita) = k_1V_1 \ esquerda (t \ direita) + k_2V_1 ^ 2 \ esquerda (t \ direita) $ (Equação 1)
Onde,
$ V_1 \ left (t \ right) $ é a entrada do dispositivo de lei quadrada, que nada mais é do que a onda AM
$ V_2 \ left (t \ right) $ é a saída do dispositivo de lei quadrada
$ k_1 $ e $ k_2 $ são constantes
Substitua $ V_1 \ left (t \ right) $ na Equação 1
$$ V_2 \ esquerda (t \ direita) = k_1 \ esquerda (A_c \ esquerda [1 + k_am \ esquerda (t \ direita) \ direita] \ cos \ esquerda (2 \ pi f_ct \ direita) \ direita) + k_2 \ esquerda (A_c \ esquerda [1 + k_am \ esquerda (t \ direita) \ direita] \ cos \ esquerda (2 \ pi f_ct \ direita) \ direita) ^ 2 $$
$ \ 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} \ esquerda [1+ {K_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ esquerda (t \ direita) + 2k_am \ esquerda (t \ direita) \ direita] \ esquerda (\ frac {1+ \ cos \ esquerda (4 \ pi f_ct \ direita)} {2} \ direita) $
$ \ 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 \ direita)} {2} \ cos \ esquerda (4 \ pi f_ct \ direita) + $
$ 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 \ direita) $
Na equação acima, o termo $ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) $ é a versão em escala do sinal de mensagem. Ele pode ser extraído passando o sinal acima por um filtro passa-baixo e o componente DC $ \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} $ pode ser eliminado com a ajuda de um capacitor de acoplamento.
Detector de Envelope
O detector de envelope é usado para detectar (demodular) ondas AM de alto nível. A seguir está o diagrama de blocos do detector de envelope.
Este detector de envelope consiste em um diodo e um filtro passa-baixa. Aqui, o diodo é o principal elemento de detecção. Portanto, o detector de envelope também é chamado dediode detector. O filtro passa-baixo contém uma combinação paralela do resistor e do capacitor.
A onda AM $ s \ left (t \ right) $ é aplicada como uma entrada para este detector.
Sabemos que a forma padrão da onda AM é
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $$
No meio ciclo positivo da onda AM, o diodo conduz e o capacitor carrega até o valor de pico da onda AM. Quando o valor da onda AM for menor que este valor, o diodo será polarizado reversamente. Assim, o capacitor irá descarregar através do resistorRaté o próximo meio ciclo positivo da onda AM. Quando o valor da onda AM é maior que a tensão do capacitor, o diodo conduz e o processo é repetido.
Devemos selecionar os valores dos componentes de forma que o capacitor carregue muito rapidamente e descarregue muito lentamente. Como resultado, obteremos a forma de onda da tensão do capacitor igual à do envelope da onda AM, que é quase semelhante ao sinal de modulação.