Giao tiếp Analog - Bộ giải điều chế FM

Trong chương này, chúng ta hãy thảo luận về các bộ giải điều chế để giải điều chế sóng FM. Hai phương pháp sau đây giải điều chế sóng FM.

• Phương pháp phân biệt tần số
• Phương pháp phân biệt giai đoạn

Phương pháp phân biệt tần số

Chúng ta biết rằng phương trình của sóng FM là

$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$

Phân biệt phương trình trên với 't'.

$$ \ frac {ds \ left (t \ right)} {dt} = -A_c \ left (2 \ pi f_c + 2 \ pi k_fm \ left (t \ right) \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$

Chúng ta có thể viết $ - \ sin \ theta $ thành $ \ sin \ left (\ theta -180 ^ 0 \ right) $.

$$ \ Rightarrow \ frac {ds (t)} {dt} = A_c \ left (2 \ pi f_c + 2 \ pi k_fm \ left (t \ right) \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt-180 ^ 0 \ right) $$

$$ \ Rightarrow \ frac {ds (t)} {dt} = A_c \ left (2 \ pi f_c \ right) \ left [1+ \ left (\ frac {k_f} {k_c} \ right) m \ left ( t \ right) \ right] \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt-180 ^ 0 \ right) $$

Trong phương trình trên, số hạng biên độ giống với đường bao của sóng AM và số hạng góc giống với góc của sóng FM. Ở đây, yêu cầu của chúng ta là tín hiệu điều chế $ m \ left (t \ right) $. Do đó, chúng ta có thể khôi phục nó từ vùng bao của sóng AM.

Hình sau cho thấy sơ đồ khối của bộ giải điều chế FM sử dụng phương pháp phân biệt tần số.

Sơ đồ khối này bao gồm bộ phân biệt và bộ phát hiện phong bì. Bộ phân biệt được sử dụng để chuyển đổi sóng FM thành sự kết hợp của sóng AM và sóng FM. Điều này có nghĩa là, nó chuyển đổi các biến thể tần số của sóng FM thành các biến thể điện áp (biên độ) tương ứng của sóng AM. Chúng tôi biết hoạt động của máy dò phong bì. Nó tạo ra đầu ra giải điều chế của sóng AM, không là gì khác ngoài tín hiệu điều chế.

Phương pháp phân biệt giai đoạn

Hình sau cho thấy sơ đồ khối của bộ giải điều chế FM sử dụng phương pháp phân biệt pha.

Sơ đồ khối này bao gồm bộ nhân, bộ lọc thông thấp và Bộ dao động điều khiển điện áp (VCO). VCO tạo ra tín hiệu đầu ra $ v \ left (t \ right) $, có tần số tỷ lệ với điện áp tín hiệu đầu vào $ d \ left (t \ right) $. Ban đầu, khi tín hiệu $ d \ left (t \ right) $ bằng 0, hãy điều chỉnh VCO để tạo ra tín hiệu đầu ra $ v \ left (t \ right) $, có tần số sóng mang và độ lệch pha $ -90 ^ 0 $ đối với tín hiệu sóng mang.

Sóng FM $ s \ left (t \ right) $ và đầu ra VCO $ v \ left (t \ right) $ được áp dụng làm đầu vào của hệ số. Hệ số nhân tạo ra một đầu ra, có thành phần tần số cao và thành phần tần số thấp. Bộ lọc thông thấp loại bỏ thành phần tần số cao và chỉ tạo ra thành phần tần số thấp làm đầu ra của nó.

Thành phần tần số thấp này chỉ chứa độ lệch pha liên quan đến kỳ hạn. Do đó, chúng tôi nhận được tín hiệu điều chế $ m \ left (t \ right) $ từ đầu ra này của bộ lọc thông thấp.