Демодуляция

редактировать
Процесс извлечения исходного информационного сигнала из несущей

Демодуляция извлекает исходный информационный сигнал от несущей. демодулятор - это электронная схема (или компьютерная программа в программно-определяемом радио ), которая используется для восстановления информационного содержимого из модулированная несущая волна. Существует много типов модуляции, поэтому существует много типов демодуляторов. Выходной сигнал демодулятора может представлять звук (аналоговый аудиосигнал ), изображения (аналоговый видеосигнал ) или двоичные данные. (цифровой сигнал ).

Эти термины традиционно используются в связи с радиоприемниками, но многие другие системы используют много видов демодуляторов. Например, в модеме, который является сокращением терминов модулятор / демодулятор, демодулятор используется для извлечения последовательного потока цифровых данных из сигнала несущей , который используется для его передачи по телефонной линии, коаксиальному кабелю или оптическому волокну

Содержание

  • 1 История
  • 2 Методы
  • 3 AM-радио
  • 4 FM-радио
  • 5 PM
  • 6 QAM
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

История

Демодуляция была впервые использована в радиоприемниках. В радиосистемах беспроводной телеграфии, использовавшихся в течение первых трех десятилетий существования радио (1884-1914), передатчик не передавал звук (звук), а передавал информацию в виде импульсов радиоволн, которые представляли текстовые сообщения в Код Морзе. Таким образом, приемник просто должен был определить наличие или отсутствие радиосигнала и издать щелчок. Устройство, которое это сделало, называлось детектор. Первыми детекторами были когереры, простые устройства, которые действовали как переключатели. Термин «застрявший детектор» использовался для других типов демодуляторов и до сих пор используется для обозначения демодулятора в радиоприемнике.

Первым типом модуляции, используемой для передачи звука по радиоволнам, была амплитудная модуляция (AM), изобретенная Реджинальдом Фессенденом около 1900 года. Радиосигнал AM может быть демодулирован посредством выпрямления его для удаления одной стороны несущей, а затем фильтрации для удаления радиочастотной составляющей, оставляя только модулирующую аудиокомпоненту. Это эквивалентно обнаружению пика с достаточно большой постоянной времени. Амплитуда восстановленной звуковой частоты изменяется в зависимости от модулирующего звукового сигнала, поэтому она может управлять наушником или усилителем звука. Фессендон изобрел первый демодулятор AM в 1904 году, названный электролитическим детектором, состоящий из короткой иглы, погруженной в чашку с разбавленной кислотой. В том же году Джон Амброуз Флеминг изобрел клапан Флеминга или термоэлектронный диод, который также мог исправлять AM-сигнал.

Методы

Существует несколько способов демодуляции в зависимости от того, как параметры сигнала основной полосы частот, такие как амплитуда, частота или фаза, передаются в несущем сигнале. Например, для сигнала, модулированного линейной модуляцией, такой как AM (амплитудная модуляция ), мы можем использовать синхронный детектор. С другой стороны, для сигнала, модулированного с помощью угловой модуляции, мы должны использовать демодулятор FM (частотная модуляция ) или демодулятор PM (фазовая модуляция ). Эти функции выполняют разные типы схем.

Многие методы, такие как восстановление несущей, восстановление тактовой частоты, сдвиг бит, кадровая синхронизация, рейк приемник, сжатие импульсов, индикация уровня принятого сигнала, обнаружение и исправление ошибок и т. д. выполняются только демодуляторами, хотя любой конкретный демодулятор может выполнять только некоторые из этих приемов или ни одного из них.

Многие вещи могут действовать как демодулятор, если они передают радиоволны по нелинейно.

AM-радио

Сигнал AM кодирует информацию в несущая волна, изменяя ее амплитуду в соответствии с передаваемым аналоговым сигналом . Для демодуляции AM-сигналов :

  • детектор огибающей - это очень простой метод демодуляции, который не требует когерентного демодулятора.. Он состоит из детектора огибающей, который может быть выпрямителем (все, что будет пропускать ток только в одном направлении) или другим нелинейным компонентом, который усиливает половину принятого сигнала по сравнению с прочее и фильтр нижних частот. Выпрямитель может быть выполнен в виде одиночного диода или может быть более сложным. Многие природные вещества проявляют это свойство выпрямления, поэтому это был самый ранний метод модуляции и демодуляции, используемый в радио. Фильтр обычно является фильтром нижних частот RC , но функция фильтра иногда может быть реализована, полагаясь на ограниченную частотную характеристику схемы, следующей за выпрямителем. Набор кристаллов использует простоту модуляции AM для создания приемника с очень небольшим количеством деталей, используя кристалл в качестве выпрямителя и ограниченную частотную характеристику наушников в качестве фильтра.
  • 10>Детектор произведения умножает входящий сигнал на сигнал гетеродина с той же частотой и фазой, что и несущая входящего сигнала. После фильтрации будет получен исходный аудиосигнал.

SSB - это форма AM, в которой несущая полностью уменьшена или подавлена ​​, что требует когерентной демодуляции. Для дальнейшего чтения см. боковая полоса.

FM-радио

Пример QPSK восстановления несущей фазовая ошибка, вызывающая фиксированное вращательное смещение принимаемого символ созвездие, X, относительно предполагаемого созвездия, O.

Частотная модуляция (FM) имеет многочисленные преимущества перед AM, такие как лучшая точность воспроизведения и помехоустойчивость. Однако гораздо сложнее как модулировать, так и демодулировать несущую волну с помощью FM, а AM предшествует этому на несколько десятилетий.

Существует несколько распространенных типов FM-демодуляторов:

  • квадратурный детектор, который фаза сдвигает сигнал на 90 градусов и умножает его на несмещенную версию. Одним из элементов, выпадающих из этой операции, является исходный информационный сигнал, который выбирается и усиливается.
  • Сигнал подается в PLL, а сигнал ошибки используется в качестве демодулированного сигнал.
  • Наиболее распространенным является дискриминатор Фостера-Сили. Он состоит из электронного фильтра, который уменьшает амплитуду одних частот относительно других, за которым следует AM-демодулятор. Если характеристика фильтра изменяется линейно с частотой, конечный аналоговый выходной сигнал будет пропорционален входной частоте, если требуется.
  • Вариант дискриминатора Фостера-Сили, называемый детектором отношения
  • Другой метод использует два демодулятора AM, один из которых настроен на верхнюю часть диапазона, а другой - на нижнюю, и подает выходы на дифференциальный усилитель.
  • Использование процессора цифровых сигналов, поскольку используется в программно-определяемом радио.

PM

Структура приемника для QPSK. Согласованные фильтры можно заменить корреляторами. Каждое устройство обнаружения использует пороговое значение опорного, чтобы определить, обнаружено ли 1 или 0.

КИ

КИ демодуляция требует когерентного приемника.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

В Викиучебнике есть книга по темам: Коммуникационные системы / когерентные приемники
Последняя правка сделана 2021-05-17 12:46:55
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте