2. Демодуляторы сигналов. Амплитудный детектор и однополосный демодулятор.

Демодулятор - устройство в приемнике для восстановления моделирующего сигнала из радиочастотных модулированных колебаний. В зависимости от того, какой параметр несущего колебания модулируется исходным сообщением, различают амплитудную, частотную и фазовую модуляции и их разновидности

Детектор приемника предназначен для выделения полезной ин­формации из принятых модулированных колебаний высокой ча­стоты. В детекторе происходит процесс, обратный процессу модуляции – детектирование. В приемниках прямого усиления детектор ставится после усилителя напряжения высокой частоты, в супергетеродинных приемниках — после усилителя напряжения промежуточной частоты. Он осуществляет процесс преобразования модулированного напряжения высокой или промежуточной частоты в напряжение того полезного сигнала, для приема которого и предназначается радиоприемное устройство.

Поскольку модуляция может быть амплитудной или частот­ной, то и детекторы бывают амплитудные и частотные.

Амплитудные детекторы применяются для детектирования немодулированных или амплитудно-модулированных колебаний. Та­кие колебания могут быть непрерывными или импульсными.

Частотные детекторы применяются для детектирования ча­стотно-модулированных колебаний. Они представляют собой сово­купность преобразователя модуляции с амплитудным детектором.

Амплитудный детектор бывает необходим и для других целей. Без амплитудного детектирования невозможно осуществить про­цесс преобразования частоты, а он совершенно необходим в су­пергетеродинном радиоприемнике. Амплитудные детекторы при­меняются также в системах автоматической подстройки частоты гетеродина приемника и в системах автоматической регулировки усиления.

с хема диодного детектора.

Сопротивление R – это сопротивление тех цепей или приборов, которые подключаются к выходу детектора.

Детектирование однополосных сигналов возможно следующими способами:

Детектирование биений, полученных в результате суммирования колебаний ОС и местного гетеродина, амплитудным детектором.

Преобразование частоты однополосного сигнала с помощью колебаний местного гетеродина с частотой равной несущей частоте ОС на разностную частоту

Умножение колебаний входного однополосного сигнала на колебания местного гетеродина с последующим выделением низкочастотных компонентов с помощью ФНЧ

Билет № 9

Устройства радиосвязи с разделением по форме сигналов

Непрерывные сообщения возможно передавать с помощью несущего колебания, в качестве которого используют гармоническое высокочастотное колебание или импульсную последовательность. В первом случае радиосистемы называются с аналоговой модуляцией, во втором – с импульсной модуляцией. В зависимости от того, какой из параметров высокочастотного колебания A(t)=A0 cos(ω0⋅t+ϕ0)

модулируется первичным непрерывным сигналом, различают амплитудную, частотную и фазовую модуляции.

Амплитудная модуляция состоит в изменении амплитуды несущего ВЧ колебания А0 в соответствии с функцией первичного сигнала передаваемого сообщения x(t)=x0⋅cosΩ t.

AAM(t)=A0[1+mAMcosΩt]cosω0t, (4.18)

где m=x0/A0 – индекс (глубина) амплитудной модуляции.

Полоса частот, занимаемая сигналом АМ, составляет ΔFАМ=2Fмакс.

Сигналы АМ в настоящее время используются для радиовещания, т. к. для приёма сигналов АМ приёмное устройство элементарно простое. Энергетически более выгодными являются радиосистемы, использующие сигналы с балансной амплитудной модуляцией (БМ). Сигналы БМ представляют собой сигналы АМ с подавленной несущей. Их спектр занимает такую же полосу частот, как и АМ ΔFБМ=2Fмакс.

Проблема использования сигналов БМ состоит в том, что для их детектирования необходимо на приёме иметь несущее колебание с частотой ω0.

При неточности восстановления местного несущего колебания возникает модуляция принимаемого сигнала с частотой ошибки восстановления несущей Δω, что приводит к искажениям переданного сообщения. Поэтому сигналы БМ практического применения не нашли. В настоящее

время используются для радиосвязи системы АМ с одной боковой полосой частот. Эта система олучила название ОМ: система с однополосной модуляцией. Это, во-первых, выгодно энергетически, во-вторых, занимается полоса частот вдвое меньше, чем в АМ, что увеличивает число каналов в заданном диапазоне вдвое. При этом более узкая полоса частот приёма уменьшает полосу пропускания приёмного тракта, что уменьшает среднюю мощность помех в приёмнике, увеличивает отношение сигнал/шум в приёмнике и, соответственно, достоверность передаваемой информации. Проблема

восстановления несущего колебания при современном уровне стабилизации частоты решается с помощью местного гетеродина или передачей остатка подавленной несущей. Подавление несущего колебания и второй боковой осуществляется фильтровым методом.

Системы радиосвязи с угловой модуляцией

Изменение круговой частоты ω или начальной фазы ϕ несущего колебания А(t)=A0⋅cos(ω⋅t+ϕ) под воздействием первичного сигнала х(t) приводит в конечном итоге к изменению полной фазы (мгновенного угла) колебания

ψ(t)=ω⋅t+ϕ.

Поэтому этот метод получил название угловой модуляции.

А(t)=A0⋅cosψ(t), (4.20)

где ψ(t) – изменение полной фазы несущего колебания во времени.

Радиосистемы с угловой модуляцией по сравнению с системами с АМ наиболее эффективно используют мощность передатчика, т. к. практически вся энергия передатчика сосредоточена в полезном сигнале.

Радиосистемы с угловой модуляцией при больших индексах модуляции являются широкополосными системами и вследствие этого имеют более высокую помехозащищённость по сравнению с системой АМ, т. к. имеется возможность обмена ширины спектра сигнала на мощность сигнала.