Лабораторная работа №11.

Демодуляция ASK сигнала с помощью синхронного детектора

Теоретическая часть.

Амплитудная манипуляция (Amplitude Shift Keying, ASK, АМн) – это один из нескольких видов цифровой модуляции, используемых при частотном разделении каналов. На самом деле, амплитудная манипуляция представляет собой ту же амплитудную модуляцию, только в качестве информационных сообщений использующую цифровой сигнал, а не аналоговый, как речь или музыка. Поэтому демодуляция АМн сигналов может быть выполнена теми же способами, что и демодуляция АМ сигналов. В частности, в главе 17 первого тома диодный детектор был использован для демодуляции АМн сигнала.

Синхронное детектирование – ещё один метод демодуляции АМ и АМн сигналов. Рисунок 11.1 показывает схему детектирования цифрового сигнала.

Рисунок 11.1

Как вы видите, входящий АМн сигнал поступает на один из входов перемножителя. На другой вход перемножителя подается синусоидальный сигнал, называемый местной (локальной) несущей, который генерируется приемником и должен иметь частоту и фазу идентичные частоте и фазе несущей входящего сигнала. Чтобы понять, что происходит в перемножителе и какой сигнал будет на его, выходе обратимся к математике.

Математическая запись сигнала на выходе имеет вид:

Сигнал на выходе = АМн сигнал * местная несущая

Если вместо АМн сигнала записать его спектральную композицию, то выражение примет вид:

Сигнал на выходе = (АМн несущая + (АМн несущая + сообщение) + (АМн – сообщение)) * местная несущая

Чтобы определить, что будет на выходе, необходимо помнить, что при перемножении двух колебаний результатом будет набор колебаний с частотами равными сумме и разности частот входящих колебаний. Учитывая это, на выходе перемножителя будут колебания с частотами:

• Местная несущая + АМн несущая

• Местная несущая – АМн несущая

• Местная несущая + (АМн несущая + сообщение)

• Местная несущая + (АМн несущая – сообщение)

• Местная несущая – (АМн несущая + сообщение) т.е. только сообщение

• Местная несущая – (АМн несущая – сообщение) т.е. только сообщение

Два из полученных сигналов представляют собой копии оригинальных сообщений. Так как они синфазны, то они просто складываются и получается большая копия сообщения. Также в выходном сигнале содержаться ещё четыре колебания, которые нам не нужны и которые отсеиваются с помощью фильтра низких частот (частоты этих колебаний находятся в пределах удвоенной частоты несущего колебания).

Составной информационный сигнал, такой как цифровая информация, содержит определенное количество частотных составляющих, включающих основную – на частоте информационного сообщения, и набор четных и нечетных гармонических составляющих с частотой, кратной частоте основной гармоники. Фильтр низких частот неизбежно отсеет часть этих составляющих, а это, в свою очередь, повлияет на форму восстанавливаемого цифрового сигнала. Насколько изменится форма сигнала зависит от частоты самого сигнала и от частоты среза ФНЧ.