Обробка радіосигналів в радіоприймачах
Обробка радіосигналів в радіоприймачах – це процес перетворення сигналу з метою виділення первинного сигналу передаваній інформації при мінімальних її спотвореннях, тобто це по суті процес демодуляції радіосигналу. У простому випадку цей процес називається детектуванням. Детектором називається каскад радіоприймача, в якому здійснюється перетворення вхідного модульованого радіосигналу в напругу (або струм), змінні за законом первинного модулюючого сигналу.
1 Амплітудні детектори
Амплітудний детектор - пристрій, на виході якого створюється напруга відповідно до закону модуляції амплітуди вхідного радіосигналу.
Амплітудно-модульоване коливання АМК (мал. 3.51) є складним коливанням, яке при модуляції одним тоном в своєму складі має три складових: з частотою коливання, що несе, з комбінаційними частотами ƒн+F и ƒн-F.
У складі спектру відсутня складова з частотою F, тому за допомогою приватного фільтру виділити її не представляється можливість.
Для того, щоб у складі спектру АМК з'явилася складова з частотою F, необхідно зробити перетворення сигналу за допомогою нелінійного елементу з однобічною провідністю (діода). Внаслідок чого АМК перетвориться в імпульсний високочастотний сигнал з тією, що огинає амплітуд, пропорційною модулюючому сигналу (мал. 3.52).
У складі імпульсної послідовності, що модулюється по амплітуді, є складові постійного струму і модулюючої частоти F. Ці складові виділяються фільтром нижніх частот.
Таким чином, амплітудний детектор можна структурно представити (мал. 3.53).
Існують дві схеми амплітудних детекторів: послідовна і паралельна.
Послідовна схема амплітудного детектора.
У послідовній схемі (мал. 3.54) джерело АМК, НЕ і навантаження включені послідовно.
Склад схеми:
- джерело вхідного амплітудно-модульованого сигналу (LC- контур);
- нелінійний елемент (діод Д);
- фільтр нижніх частот (Rф Сф);
- навантаження (Rн);
- розділова ємкість (Ср).
При позитивному напівперіоді напруги ВЧ коливань конденсатор Сф швидко заряджає до амплітудного значення через малий опір відкритого діода Д, при негативному напівперіоді конденсатор трохи розряджається через великий опір Rф. Його величина значно більше опору відкритого діода. В результаті на конденсаторі підтримуватиметься напруга Uo, близька по величині амплітуді вхідної напруги.
Ця напруга пропорційна середньому значенню модульованих імпульсів струму, що протікає через діод (мал. 3.55).
Постійна складова напруги UR(t) обмежується розділовою ємкістю Cр, і на навантаженні виділятиметься модулююча напруга.
Для забезпечення лінійного детектування, тобто Uн(t)=kUвх,, необхідно виконати умови:
Опір діода для струмів ВЧ має бути значно більше опору конденсатора C
При цьому вхідна напруга повністю прикладена до діода і його не буде на навантаженні.
Постійна часу RC ланцюга τ = RC має бути
де Тω – період високочастотного коливання; ТΩ - період модулюючого коливання.
Виконання даної нерівності забезпечує ідентичність виділеної напруги на навантаженні огинаючої амплітуди АМК.
Послідовна схема амплітудного детектора застосовується за відсутності у вхідному сигналі постійної складової, яка може змінювати режим роботи діода.