Ki jan yo demodule yon fòm ond

Demodulasyon Frekans
Aprann sou de teknik pou rekipere siyal la en soti nan yon konpayi asirans ki frekans-modifye.

Frekans frekans ofri pèfòmans amelyore sou modulasyon anplitid, men li se yon ti jan pi difisil ekstrè enfòmasyon orijinal la soti nan yon fòm onn FM. Gen kèk fason diferan demodulasyon FM; nan paj sa a nou pral diskite sou de. Youn nan sa yo se byen senp, ak lòt la se pi konplèks.

Kreye siyal la
Kòm nan Kouman demodule yon fòm Wave, nou pral itilize LTspice yo eksplore demodulation FM, ak yon lòt fwa ankò nou bezwen premye fè batman frekans pou nou gen yon bagay yo demodule. 

Si ou gade tounen nan paj la sou batman analòg frekans, ou pral wè ke relasyon an matematik se mwens senp pase sa yo ki nan modulasyon anplitid. 

Avèk AM, nou tou senpleman ajoute yon konpanse ak Lè sa a, fè miltiplikasyon òdinè. Avèk FM, nou bezwen ajoute kontinyèlman varye valè kantite a andedan yon sinis (oswa kosinis) fonksyon, ak Anplis de sa, sa yo kontinyèlman varye valè yo pa siyal la en, men pito entegral nan siyal la en.

Kontinwe, nou pa ka jenere yon fòm vag ond FM lè l sèvi avèk yon abitrè sous vòltaj konpòtman ak yon senp relasyon matematik, menm jan nou te fè ak AM. Li sanble, menm si, ke li se aktyèlman pi fasil jenere yon siyal FM. Nou tou senpleman itilize opsyon SFFM pou yon sous vòltaj nòmal:

Sa ki annapre yo "kous" se tout sa nou bezwen pou kreye yon ond fòm FM ki gen yon konpayi asirans 10 megaèrts ak yon 1 megaèrts siyalas senbòlid siyal baseband:




Remake byen ke endèks la batman se senk; yon endèks modilasyon pi wo fè li pi fasil yo wè varyasyon yo frekans. Konplo a sa a montre ond lan ki te kreye pa sous la vòltaj SFFM.

Demodulasyon: Filtre a High-Pass
Teknik nan demodulasyon premye ke nou pral gade nan kòmanse ak yon filtè-wo pase. Nou pral asime ke nou ap fè fas ak narrowband FM. Nou bezwen konsepsyon filtè ki wo a pou diminye siyifikativman nan yon gwoup frekans ki gen lajè de fwa siyal band la. Se pou nou eksplore konsèp sa a pi byen.

Siyal FM resevwa a ap gen yon spectre ki santre sou frekans konpayi asirans lan. Lajè spectre a se apeprè egal a de fwa Pleasant a nan siyal la en; faktè a nan de rezilta soti nan chanjman nan pozitif la ak negatif frekans frekans, epi li se "apeprè" egal paske entegrasyon an aplike nan siyal la baseband kapab afekte fòm nan spectre la modulation. 

Kidonk, frekans ki pi ba a nan siyal la modifye se apeprè egal a frekans nan konpayi asirans mwens frekans ki pi wo a nan siyal la en, ak frekans ki pi wo a nan siyal la modifye se apeprè egal a frekans nan konpayi asirans plis frekans ki pi wo nan siyal la en.

Filtè wo-pass nou an bezwen gen yon repons frekans ki lakòz frekans ki pi ba a nan siyal la modulation yo dwe atenye siyifikativman plis pase frekans lan pi wo nan siyal la modulation. Si nou aplike filtè sa a nan yon fòm ond FM, ki rezilta sa pral ye? Li pral yon bagay tankou sa a:

Konplo sa a montre tou de ond FM orijinal la ak ond-filtraj wo-pase, pou rezon konparezon. Pwochen trase a montre sèlman ond filtraj la, konsa ou ka wè li pi klè.

Pa aplike filtè a, nou te vire batman frekans nan modulasyon anplitid. Sa a se yon apwòch pratik demodulation FM, paske li pèmèt nou benefisye de anvlòp-detektè kous ki te devlope pou itilize ak modulasyon anplitid. Filtè a itilize yo pwodwi ond sa a te pa gen anyen plis pase yon RC wo-pas avèk yon frekans coupure apeprè egal a frekans konpayi asirans lan.

Bri Anplitid

Senplisite sa a konplo demodulasyon natirèlman fè nou panse ke li se pa pi wo-pèfòmans nan opsyon, ak nan reyalite apwòch sa a gen yon gwo feblès: li se sansib a varyasyon anplitid. 

Siyal la transmèt pral gen yon anvlòp konstan paske batman frekans pa enplike chanjman nan anplitid nan konpayi asirans lan, men siyal la resevwa pa pral gen yon anvlòp konstan paske anplitid se inevitableman afekte pa sous erè.

Kontinwe, nou pa ka desine yon demodulateur FM akseptab tou senpleman pa ajoute yon fil wo-pase nan yon demodulateur AM. Nou bezwen tou yon limiteur, ki se yon kous ki bese varyasyon anplitid pa mete restriksyon sou siyal la te resevwa nan yon anplitid sèten. 

Egzistans sa a senp ak efikas remèd pou anplitid varyasyon pèmèt FM kenbe pi gwo li yo (konpare ak AM) fyabilite kont anplitid bri: Nou pa ka sèvi ak yon limiteur ak AM siyal paske mete restriksyon sou anplitid nan koripsyon enfòmasyon ki kode nan konpayi asirans lan. FM, nan lòt men an, kodifye tout enfòmasyon ki nan karakteristik yo ki tanporèl nan siyal la transmèt.

Demodulasyon: Loop faz-fèmen
Yon bouk faz-fèmen (PLL) ka itilize yo kreye yon kous konplèks, men pèfòmans-wo pou demodulation FM. Yon PLL ka "fèmen sou" frekans lan nan yon ond fèk ap rantre. Li fè sa nan konbine yon detektè faz, yon fil ba-pase (aka "riban filtre"), ak yon osilateur kontwole vòltaj (VCO) nan yon sistèm negatif-fidbak, jan sa a:

Apre PLL la te fèmen, li ka kreye yon sinusoid pwodiksyon ki swiv varyasyon frekans nan sinusoid la fèk ap rantre. Sa a ond fòme ta dwe pran soti nan pwodiksyon an nan VCO la. 

Nan yon aplikasyon FM-demodulator, sepandan, nou pa bezwen yon sinusoid pwodiksyon ki gen frekans lan menm jan ak siyal la opinyon. Olye de sa, nou sèvi ak pwodiksyon an nan fil bouk la kòm yon siyal demodule. Se pou nou gade poukisa sa a se posib.

Detektè faz la pwodui yon siyal ki pwopòsyonèl avèk diferans faz ki genyen ant fòm entèval la ak pwodiksyon VCO la. Filtre nan bouk netwaye siyal sa a, ki Lè sa a, vin siyal la kontwòl pou VCO la. 

Se konsa, si frekans lan nan siyal la fèk ap rantre toujou ap ogmante ak diminye, siyal la kontwòl VCO gen ogmante epi diminye kòmsadwa asire ke frekans lan pwodiksyon VCO rete egal a frekans nan opinyon. Nan lòt mo, pwodiksyon an nan riban filtè a se yon siyal ki gen varyasyon anplitid koresponn ak varyasyon yo opinyon-frekans. Sa a se ki jan yon PLL akonpli demodulasyon frekans.

Rezime

* Nan LTspice, ka yon frekans-modulation sinusoid dwe pwodwi lè l sèvi avèk opsyon nan SFFM pou sous vòltaj estanda.

* Yon senp ak efikas teknik demodulation FM enplike nan yon filtre wo-pase (pou FM-a-AM konvèsyon) ki te swiv pa yon demodulateur AM.

* Yon demodulateur FM ki gen anpil pasaj ki baze sou yo trennen dèyè yon limitè pou anpeche varyasyon anplitid nan kontribiye nan erè a siyal demodule a.

* Yon bouk faz-fèmen ka itilize yo reyalize pèfòmans-wo demodulation FM. Itilize en-sikwi PLLs fè apwòch sa a mwens konplèks pase sa li ta ka sanble.

Kite yon mesaj 

mesaj Lis