Прием модулированного по амплитуде сигнала

Рассмотрим прием модулированного сигнала на примере детектирования.

Детектирование, преобразование электрических колебаний, в результате которого получаются колебания более низкой частоты или постоянный ток. Наиболее распространённый случай детектирования — демодуляция — состоит в выделении низкочастотного модулирующего сигнала из модулированных высокочастотных колебаний.

Модулированное по амплитуде колебание представляет собой в простейшем случае совокупность трёх высоких частот w, w + W и w — W, где w — высокая несущая частота, W — низкая частота модуляции. Электрические колебания подводятся к устройству (детектору), которое проводит ток только в одном направлении. При этом колебания превратятся в ряд импульсов тока одного знака. Если амплитуда детектируемых колебаний постоянна, то на выходе детектора импульсы тока имеют постоянную высоту (рис. 1). Если амплитуда колебаний на входе детектора изменяется, то высота импульсов тока становится различной. Огибающая импульсов при этом повторяет закон изменения амплитуды подводимых к детектору модулированных колебаний (рис. 2). Если колебания выпрямляются лишь частично, т. е. ток через детектор течёт в обоих направлениях, но электропроводность детектора различна, то Д. также происходит. Т. о., для Д. можно использовать любое устройство с различной электропроводностью в различных направлениях, например диод. Спектр частот тока, прошедшего через диод, значительно богаче спектра исходного модулированного колебания. Он содержит постоянную составляющую, колебание частоты W, а также составляющие с частотами w, 2w, Зw и т.д. Для выделения сигнала частоты W ток диода пропускается через линейный фильтр, обладающий высоким сопротивлением на частоте W и малым сопротивлением на частотах w, 2w и т.д. Простейший фильтр состоит из сопротивления R и ёмкости С, величина которых определяется условиями wRC >> 1 и WRC << 1.Напряжение на выходе этого фильтра имеет частоту W и амплитуду, пропорциональную глубине модуляции входного колебания высокой частоты.

Рассмотренный выше детектор с кусочно-линейной зависимостью тока от напряжения (рис. 3, б), называется линейным, воспроизводит практически без искажений колебание низкой частоты W, которым модулировался входной сигнал (рис. 3, в). Значительно большие искажения получаются при квадратичном Д., когда зависимость между током I и напряжением V выражается квадратичным законом: I = I0 + AV + BV2. Модулированный по амплитуде сигнал (рис. 3, а), поданный на квадратичный детектор, вызовет ток через детектор, в спектре которого содержатся частоты: W, 2W, w — W, w, w + W, 2w — W, 2w + W и т.д. Линейный фильтр легко отсеивает все частоты, начиная с третьей, однако колебание частоты 2W ослабляется фильтром слабо и является искажающей сигнал W «помехой». Избавиться от неё можно лишь при малой глубине модуляции, т.к. амплитуда тока частоты 2W пропорциональна квадрату глубины модуляции входного сигнала.