Comunicazione analogica - Demodulatori AM

Il processo di estrazione di un segnale di messaggio originale dall'onda modulata è noto come detection o demodulation. Il circuito che demodula l'onda modulata è noto comedemodulator. I seguenti demodulatori (rilevatori) vengono utilizzati per demodulare l'onda AM.

  • Demodulatore di legge quadrata
  • Rilevatore di buste

Demodulatore di legge quadrata

Il demodulatore a legge quadrata viene utilizzato per demodulare un'onda AM di basso livello. Di seguito è riportato lo schema a blocchi disquare law demodulator.

Questo demodulatore contiene un dispositivo a legge quadrata e un filtro passa basso. L'onda AM $ V_1 \ left (t \ right) $ viene applicata come input a questo demodulatore.

La forma standard dell'onda AM è

$$ V_1 \ sinistra (t \ destra) = A_c \ sinistra [1 + k_am \ sinistra (t \ destra) \ destra] \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) $$

Sappiamo che la relazione matematica tra l'input e l'output del dispositivo di legge quadrata è

$ V_2 \ sinistra (t \ destra) = k_1V_1 \ sinistra (t \ destra) + k_2V_1 ^ 2 \ sinistra (t \ destra) $ (Equazione 1)

Dove,

$ V_1 \ left (t \ right) $ è l'ingresso del dispositivo a legge quadrata, che non è altro che l'onda AM

$ V_2 \ left (t \ right) $ è l'output del dispositivo a legge quadrata

$ k_1 $ e $ k_2 $ sono costanti

Sostituisci $ V_1 \ sinistra (t \ destra) $ nell'equazione 1

$$ V_2 \ sinistra (t \ destra) = k_1 \ sinistra (A_c \ sinistra [1 + k_am \ sinistra (t \ destra) \ destra] \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) \ destra) + k_2 \ sinistra (A_c \ sinistra [1 + k_am \ sinistra (t \ destra) \ destra] \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) \ destra) ^ 2 $$

$ \ 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} \ sinistra [1+ {K_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ sinistra (t \ destra) + 2k_am \ sinistra (t \ destra) \ destra] \ sinistra (\ frac {1+ \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right)} {2} \ right) $

$ \ 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 \ sinistra (t \ destra)} {2} + \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ sinistra (t \ right)} {2} \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right) + $

$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ sinistra (t \ destra) + k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ sinistra (t \ destra) \ cos \ sinistra (4 \ pi f_ct \ a destra) $

Nell'equazione precedente, il termine $ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) $ è la versione in scala del segnale del messaggio. Può essere estratto facendo passare il segnale di cui sopra attraverso un filtro passa basso e il componente CC $ \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} $ può essere eliminato con l'aiuto di un condensatore di accoppiamento.

Rilevatore di buste

Il rilevatore di inviluppo viene utilizzato per rilevare (demodulare) onde AM di alto livello. Di seguito è riportato lo schema a blocchi del rilevatore di inviluppo.

Questo rilevatore di inviluppo è costituito da un diodo e da un filtro passa basso. Qui, il diodo è il principale elemento di rilevamento. Quindi, il rilevatore di inviluppo è anche chiamato comediode detector. Il filtro passa basso contiene una combinazione parallela del resistore e del condensatore.

L'onda AM $ s \ left (t \ right) $ viene applicata come input a questo rilevatore.

Sappiamo che la forma standard dell'onda AM è

$$ s \ sinistra (t \ destra) = A_c \ sinistra [1 + k_am \ sinistra (t \ destra) \ destra] \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) $$

Nel semiciclo positivo dell'onda AM, il diodo conduce e il condensatore si carica fino al valore di picco dell'onda AM. Quando il valore dell'onda AM è inferiore a questo valore, il diodo sarà polarizzato inversamente. Pertanto, il condensatore si scaricherà attraverso il resistoreRfino al successivo semiciclo positivo dell'onda AM. Quando il valore dell'onda AM è maggiore della tensione del condensatore, il diodo conduce e il processo verrà ripetuto.

Dobbiamo selezionare i valori dei componenti in modo tale che il condensatore si carichi molto rapidamente e si scarichi molto lentamente. Di conseguenza, otterremo la forma d'onda della tensione del condensatore uguale a quella dell'inviluppo dell'onda AM, che è quasi simile al segnale modulante.