Демодуляция
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2009 г. ) |
| полосы пропускания Модуляция |
|---|
 |
| Аналоговая модуляция |
| Цифровая модуляция |
| Иерархическая модуляция |
| Распространение спектра |
| См. также |
Демодуляция — это извлечение исходного информационного сигнала из несущей волны . Демодулятор — это электронная схема (или компьютерная программа в программно-определяемой радиостанции ), которая используется для восстановления информационного содержания из модулированной несущей волны. [1] Существует много типов модуляции , поэтому существует много типов демодуляторов. Выходной сигнал демодулятора может представлять собой звук ( аналоговый аудиосигнал ), изображения (аналоговый видеосигнал ) или двоичные данные ( цифровой сигнал ).
Эти термины традиционно используются в отношении радиоприемников , но во многих других системах используются различные виды демодуляторов. Например, в модеме , что является сокращением терминов «модулятор /демодулятор», демодулятор используется для извлечения потока последовательных цифровых данных из несущего сигнала , который используется для его передачи по телефонной линии , коаксиальному кабелю или оптическому волокну. .
История [ править ]
Демодуляция впервые была использована в радиоприемниках . В радиосистемах беспроводной телеграфии, использовавшихся в течение первых трех десятилетий радио (1884–1914 гг.), передатчик не передавал аудио (звук), а передавал информацию в виде импульсов радиоволн, которые представляли собой текстовые сообщения азбукой Морзе . [ нужна ссылка ] Таким образом, приемнику просто нужно было обнаружить наличие или отсутствие радиосигнала и издать щелчок. Устройство, которое это делало, называлось детектором . Первыми детекторами были когереры — простые устройства, действовавшие как переключатель. Термин «детектор застрял» использовался для других типов демодуляторов и продолжает использоваться по сей день для обозначения демодулятора в радиоприемнике.
Первым типом модуляции, используемым для передачи звука по радиоволнам, была амплитудная модуляция (АМ), изобретенная Реджинальдом Фессенденом около 1900 года. Радиосигнал AM можно демодулировать, выпрямив его для удаления одной стороны несущей, а затем фильтруя для удаления одной стороны несущей. радиочастотный компонент, оставляя только модулирующий аудиокомпонент. Это эквивалентно обнаружению пика с достаточно большой постоянной времени. Амплитуда . восстановленной звуковой частоты варьируется в зависимости от модулирующего аудиосигнала, поэтому она может управлять наушниками или усилителем звука В 1904 году Фессендон изобрел первый демодулятор AM, названный электролитическим детектором , который состоял из короткой иглы, погружаемой в чашку с разбавленной кислотой. В том же году Джон Амброуз Флеминг изобрел лампу Флеминга или термоэлектронный диод , который также мог выпрямлять AM-сигнал.
Техники [ править ]
Существует несколько способов демодуляции в зависимости от того, как параметры базового сигнала, такие как амплитуда, частота или фаза, передаются в несущем сигнале. Например, для сигнала, модулированного с помощью линейной модуляции, 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 различные типы схем.
Многие методы, такие как восстановление несущей , восстановление тактовой частоты , проскальзывание битов , синхронизация кадров , гребной приемник , сжатие импульсов , индикация уровня принимаемого сигнала , обнаружение и исправление ошибок и т. д., выполняются только демодуляторами, хотя любой конкретный демодулятор может выполнять только некоторые или ни одна из этих техник.
Многие вещи могут действовать как демодуляторы, если они пропускают радиоволны нелинейно . [2]
AM-радио [ править ]
AM - сигнал кодирует информацию в несущую волну, изменяя ее амплитуду в прямой зависимости от аналогового сигнала отправляемого . Существует два метода, используемых для демодуляции сигналов AM :
- Детектор огибающей — это очень простой метод демодуляции, не требующий когерентного демодулятора. Он состоит из выпрямителя (чего-либо, что пропускает ток только в одном направлении) или другого нелинейного компонента, который усиливает одну половину принимаемого сигнала по сравнению с другой, а также фильтра нижних частот. Выпрямитель может быть в виде одного диода или может быть более сложным . Многие природные вещества демонстрируют такое поведение выпрямления, поэтому это был самый ранний метод модуляции и демодуляции, используемый в радио. Фильтр обычно представляет собой RC- фильтр нижних частот , но иногда функцию фильтра можно реализовать, полагаясь на ограниченную частотную характеристику схемы, следующей за выпрямителем. Набор кристаллов использует простоту AM-модуляции для создания приемника с очень небольшим количеством деталей, используя кристалл в качестве выпрямителя и ограниченную частотную характеристику наушников в качестве фильтра.
- Детектор продукта умножает входящий сигнал на сигнал гетеродина с той же частотой и фазой, что и несущая входящего сигнала. После фильтрации получится исходный аудиосигнал.
SSB — это форма AM, в которой несущая уменьшается или полностью подавляется , что требует когерентной демодуляции. Для дальнейшего чтения см . Sideband .
FM-радио [ править ]
Частотная модуляция (ЧМ) имеет многочисленные преимущества перед АМ, такие как лучшая точность и помехоустойчивость. Однако модулировать и демодулировать несущую волну с помощью FM гораздо сложнее, а AM предшествует этому на несколько десятилетий.
Существует несколько распространенных типов FM-демодуляторов:
- Квадратурный детектор , который сдвигает фазу сигнала на 90 градусов и умножает его на несмещенную версию. Одним из членов, выпадающих из этой операции, является исходный информационный сигнал, который выделяется и усиливается.
- Сигнал подается в систему ФАПЧ , а сигнал ошибки используется в качестве демодулированного сигнала.
- Наиболее распространенным является дискриминатор Фостера-Сили . Он состоит из электронного фильтра , который уменьшает амплитуду некоторых частот относительно других, за которым следует AM-демодулятор. Если характеристика фильтра изменяется линейно с частотой, конечный аналоговый выходной сигнал будет пропорционален входной частоте, как и требуется.
- Вариант дискриминатора Фостера – Сили, называемый детектором отношений. [3]
- Другой метод использует два AM-демодулятора, один из которых настроен на верхний предел диапазона, а другой — на нижний, и подает выходные сигналы на дифференциальный усилитель. [ нужна ссылка ]
- Использование цифрового сигнального процессора , используемого в программно-определяемой радиосвязи .
ПМ [ править ]
КАМ [ править ]
Для демодуляции QAM требуется когерентный приемник.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Демодулятор — Определения из Dictionary.com» . словарь.reference.com . Проверено 16 мая 2008 г.
- ^ Призрачные голоса , New Scientist, 2 октября 1999 г. , получено 25 апреля 2017 г.
- ^ "Детектор соотношения"
Внешние ссылки [ править ]
- Глава «Демодуляция» в книге «Все о схемах»
