Телемеханика Демодуляция амплитудно-модулированных колебаний
Демодуляция амплитудно-модулированных колебаний

Демодуляция амплитудно-модулированных колебаний с двумя боковыми полосами (ДБП). Демодуляция, или выделение информационного сигнала называется детектированием.

Детектирование состоит из воздействия полученного амплитудно -модулированного сигнала (4-3) на нелинейный элемент.

Если воспользоваться уравнением вольт - амперной характеристики (4-9) и подставить в него выражение (4-3), то получим:

i = a0 + a1 Uω0 (1 + m cosΩ t) cosω0 t +

a2 U2ω0 (1 + m cosΩ t)2 cos2ω0 t = a0 + (1 + ) + а2 U2ω0 m cosΩ t + a1+ cos0 - Ω) t + a1Uω0 cosω0 t + а1cos0 + Ω) t +

a2 cos2Ω t + a2cos (2ω0 - 2Ω) t + a2cos (2ω0 - Ω)t + a2(1 + ) cos 2ω0 t + a2 cos (2ω0 + Ω) t a2 cos (2ω0 + 2Ω) t. (4-11)

Из рис а), на котором представлен спектр сигнала, полученный на основании (4-11), следует, что кроме несущей Fω0 и двух боковых частот (Fω0 - FΩ, Fω0 + FΩ), из которых состоял сигнал до детектирования, появился ряд частот как в частотной его части. Так, кроме частоты сообщения FΩ, которую нам и необходимо выделить, есть еще постоянная составляющая [первые два члена в (4-11)] и вторая гармоника сообщения a2 cos 2 Ω t. Следовательно, детектирование с использованием квадратичного нелинейного элемента, вольт - амперная характеристика которого представлена на рис. 4-3, б), всегда приводит к нелинейным искажениям.

Во избежание искажений при детектировании необходимо, чтобы нелинейный элемент обладал линейно - ломанной вольт - амперной характеристикой, представленной на рис. 4-3, в). Уравнение этой характеристики запишется:

i = au при u > 0

u 0 при u < 0 (4-12)

Если воспользоваться элементом с уравнением характеристики (рис. 4-3, г)

u i = a(u) (4-13)

и проделать расчеты, аналогичные выполненным выше, то получим спектр, изображенный на рис. 4-8, б).

Из этого спектра легко выделяется без всяких искажений сообщение с частотой FΩ. Вторая гармоника 2FΩ этой частоты при использовании линейно - ломаных вольт - амперных характеристик отсутствует. такое детектирование называется линейным.

Сам процесс детектирование состоит из выпрямление амплитудно - модулированных колебаний, в результате которого образуются импульсы несущей с огибающей, имеющей форуму колебания передаваемого сообщения, и выделения из этих импульсов исходного сигнала путем фильтрации ВЧ - составляющих спектра импульсов. Схема детектора с однополупериодным выпрямлением представлена на рис. 4-9, а).

В качестве детектора применяется диод, обратный ток которого практически близок к нулю. Выпрямление желательно осуществлять на линейно части вольт - амперной характеристике диода.

Простейшим фильтром нижних частот может служить конденсатор, подключенный параллельно сопротивлению нагрузки Rн. На вход детектра подается модулированное колебание Um (рис. 4-9, б). С выпрямителя на ФНЧ поступают колебания (рис. 4-9, в). На нагрузке Rн выделяется демодулированное сообщение.