Ինչպես վերազինել AM Waveform- ը

Ռադիոհաճախականության վերացում
Իմացեք երկու սխեմաների մասին, որոնք կարող են բնօրինակ տեղեկատվությունը արդյունահանել ամպլիտուդ մոդուլացված կրիչի ազդանշանից:

Այս պահին մենք գիտենք, որ մոդուլյացիան վերաբերում է sinusoid- ի դիտավորյալ փոփոխմանը, որպեսզի այն կարող է փոխանցել հաղորդիչից ստացողին ավելի ցածր հաճախականության տեղեկատվություն: Մենք նաև լուսաբանել ենք բազմաթիվ մանրամասներ `կապված տարբեր մեթոդների` լրացման, հաճախության, ֆազի, անալոգային, թվային — փոխադրման տեղեկատվությունը փոխադրող ալիքի մեջ:

Բայց չկա որևէ հիմք տվյալները փոխանցված ազդանշանի մեջ ինտեգրելու համար, եթե մենք չկարողանանք այդ տվյալները քաղել ստացված ազդանշանից, և այդ պատճառով մենք պետք է ուսումնասիրենք վերազինումը: 

Վերազինման սխեման տատանվում է ինչ-որ բանից, ինչպես պարզեցված գագաթային դետեկտորից դեպի ինչ-որ բան այնքան բարդ, որքան համահունչ քառանկյունի ներքևի վերափոխումը `զուգակցված թվային ազդանշանային պրոցեսորի կողմից կատարված բարդ վերծանման ալգորիթմների հետ:

Ստեղծում է ազդանշանը
Մենք կօգտագործենք LTspice- ն ՝ AM ալիքի ձևափոխումը վերացնելու համար տեխնիկան ուսումնասիրելու համար: Բայց վերազինումից առաջ մեզ անհրաժեշտ է մի բան, որը մոդուլյացված է:

AM մոդուլյացիայի էջում մենք տեսանք, որ անհրաժեշտ է չորս բան ՝ AM ալիքի ձևավորման համար: Նախ, մենք պետք է բազային ցանցի ալիքային ձև և փոխադրող ալիքի ձև: Այնուհետև մենք պետք է մի շրջան, որը կարող է ավելացնել համապատասխան DC օֆսեթ բազային ազդանշանի վրա: 

Եվ, վերջապես, մեզ պետք է բազմապատկիչ, քանի որ ամպլիտուդային մոդուլյացիային համապատասխան մաթեմատիկական փոխհարաբերությունը փոխարկվող բազային կապի ազդանշանը բազմապատկում է փոխադրողի կողմից:

Հետևյալ LTspice միացումը կստեղծի AM ալիքի ձև:

* V1- ը 1 ՄՀց սինուս ալիքի լարման աղբյուր է, որն ապահովում է բազային կապի ազդանշանը:

* V3- ը փոխադրողի համար արտադրում է 100 ՄՀց սինուսային ալիք:

* Op-amp միացումը մակարդակի տեղաշարժ է (այն նաև կիսով չափ կրճատում է մուտքի ամպլիտուդը): V1- ից եկող ազդանշանը սինուսային ալիք է, որը տատանվում է –1 V –ից մինչև 1 V, և op – amp– ի ելքը մեղմ ալիք է, որը պտտվում է 0 V –ից մինչև +1 V:

* B1- ը «կամայական վարքային լարման աղբյուր է»: Դրա «արժեքի» դաշտը ավելի շուտ բանաձև է, այլ ոչ թե կայուն: այս դեպքում բանաձևը փոխադրվող բազային ազդանշան է, որը բազմապատկվում է կրիչի ալիքի ձևով: Այս եղանակով B1- ն կարող է օգտագործվել ամպլիտուդային մոդուլյացիա իրականացնելու համար:

Ահա վերափոխված բազային ազդանշանը.

Եվ ահա, դուք կարող եք տեսնել, թե ինչպես են AM տատանումները համապատասխանում բազային ազդանշանային ազդանշանին (այսինքն ՝ նարնջագույն հետքը, որը հիմնականում մթագնում է կապույտ ալիքի ձևով).

Demodulation

Ինչպես քննարկվել է AM մոդուլյացիայի էջում, բազմապատկման գործողությունը, որն օգտագործվում է ամպլիտուդի մոդուլյացիան իրականացնելու համար, ունի բազային կապի սպեկտրը փոխանցման դրական կրիչի հաճախականության (+ fC) և բացասական կրիչի հաճախականության (–fC) փոխանցման ազդեցություն: 

Այսպիսով, մենք կարող ենք մտածել ամպլիտուդության մոդուլյացիայի մասին ՝ որպես բնօրինակի սպեկտրը վերև տեղափոխելը fC- ով և ներքև ՝ fC- ի կողմից: Հետևաբար հետևում է, որ մոդուլացված ազդանշանը կրիչի հաճախականությամբ բազմապատկելը սպեկտրը վերադարձնի իր սկզբնական դիրքի, այսինքն ՝ այն կփոխի սպեկտրը ներքև fC- ով, որպեսզի այն կրկին կենտրոնացվի 0 Հց-ի սահմաններում:

Տարբերակ 1. Բազմապատկում և զտում
Հետևյալ LTspice սխեմատիկ շարքը պարունակում է դեզոդուլացնող կամայական վարքային լարման աղբյուր. B2- ն բազմապատկում է AM ազդանշանը կրիչի միջոցով:

 

Եվ ահա արդյունքը.

Սա հաստատ ճիշտ չի թվում: Եթե ​​խոշորացնում ենք, մենք տեսնում ենք հետևյալը.

Եվ սա բացահայտում է խնդիրը: Ամպլիտուդ մոդուլյացիայից հետո բազային գծի սպեկտրը կենտրոնացած է + fC- ի շուրջ: AM- ի ալիքի ձևավորումը փոխադրողի միջոցով բազմապատկելով բազային գծի սպեկտրը իջնում ​​է մինչև 0 Հց, բայց այն նաև տեղափոխում է մինչև 2fC (այս դեպքում 200 ՄՀց), քանի որ (ինչպես նշվեց վերևում) բազմապատկումը տեղափոխում է առկա սպեկտրը fC- ով և ներքև fC- ով: .

Ուստի պարզ է, որ մենակ բազմապատկելը միայն բավարար չէ պատշաճ վերազինման համար: Մեզ անհրաժեշտ է բազմապատկում և ցածր անցնող ֆիլտր; ֆիլտրը ճնշում է այն սպեկտրին, որը տեղափոխվել է մինչև 2fC: Հետևյալ սխեմատիկայում կա RC ցածր անցման ֆիլտր, որի կտրվածքի հաճախականությունը կազմում է 1.5 ՄՀց:

Եվ ահա վերազինված ազդանշանը.

Այս տեխնիկան իրականում ավելի բարդ է, քան թվում է, քանի որ ստացողի կրիչ-հաճախականության ալիքի ձևավորման փուլը պետք է համաժամեցվի փոխանցողի կրիչի փուլի հետ: Սա հետագայում քննարկվում է այս գլխի 5-րդ էջում («Քառանիշի քայքայումը ընկալելը») էջում:

Ընտրանք 2: Պիկ դետեկտոր

Ինչպես երևում է վերևում այն ​​սյուժեի մեջ, որը ցույց է տալիս AM ալիքային ձևը (կապույտ) և փոխված բազալային ալիքի ձևը (նարնջագույն), AM «ծրարի» դրական մասը համընկնում է հիմքի ազդանշանի հետ: 

«Ծրար» տերմինը վերաբերում է սինուսոիդային լայնության փոխադրողի տատանումներին (ի տարբերություն ինքնին ալիքի ձևի ակնթարթային արժեքի տատանումների): Եթե ​​մենք ինչ-որ կերպ կարողանանք դուրս բերել AM ծրարի դրական մասը, մենք կարող էինք վերարտադրել բազային կապի ազդանշանը ՝ առանց բազմապատկիչ օգտագործելու:

Պարզվում է, որ դրական ծրարը նորմալ ազդանշանի վերածելը բավականին հեշտ է: Մենք սկսում ենք գագաթային դետեկտորով, որը պարզապես դիոդ է, որին հաջորդում է կոնդենսատորը: 

Դիոդն անցնում է, երբ մուտքային ազդանշանը կոնդենսատորի վրա լարման բարձրությունից առնվազն 0.7 XNUMX Վ է, և հակառակ դեպքում այն ​​գործում է որպես բաց միացում: Այսպիսով, կոնդենսատորը պահպանում է գագաթնակետային լարումը. Եթե հոսանքի մուտքային լարումը ավելի ցածր է, քան կոնդենսատորի լարումը, կոնդենսատորի լարումը չի նվազում, քանի որ հակառակ կողմնորոշված ​​դիոդը կանխում է լիցքաթափումը:

Այնուամենայնիվ, մենք չենք ուզում գագաթային դետեկտոր, որը երկար ժամանակ կպահպանի գագաթնակետային լարումը: Փոխարենը, մենք ուզում ենք մի շրջան, որը պահպանում է գագաթնակետը հարաբերակից փոխադրողի ալիքի բարձր հաճախականության տատանումներին, բայց չի պահպանում գագաթնակետը ծրարի ցածր հաճախականության տատանումների համեմատությամբ: Այլ կերպ ասած, մենք ուզում ենք գագաթային դետեկտոր, որը գագաթնակետն է պահում միայն կարճ ժամանակահատվածում: 

Մենք դա կատարում ենք `ավելացնելով զուգահեռ դիմադրություն, որը թույլ է տալիս կոնդենսատորը լիցքաթափվել: (Այս տիպի միացումը կոչվում է «արտահոսքի գագաթային դետեկտոր», որտեղ «արտահոսք» վերաբերում է ռեզիստորի կողմից տրամադրված լիցքաթափման ճանապարհին: չի հարթել ծրարի հաճախականությունը:

Ահա AM- ի վերազինման համար արտահոսքային գագաթային դետեկտորի օրինակ.

Նկատի ունեցեք, որ ես AM- ի ազդանշանը ուժեղացրել եմ հինգ գործոնով `գագաթային դետեկտորի մուտքային ազդանշանը ավելի մեծ դարձնելու համար, քան դիոդի առաջատար լարման հետ: Հետևյալ հողամասը փոխանցում է ընդհանուր արդյունքը, որը մենք փորձում ենք հասնել արտահոսքի գագաթային դետեկտորի հետ:

Վերջնական ազդանշանը ցույց է տալիս ակնկալվող լիցքավորման / բեռնաթափման բնութագիրը.




Այս տատանումները հարթելու համար կարող է օգտագործվել ցածր մակարդակի ֆիլտր:

Ամփոփում

* LTspice- ում կարող է օգտագործվել կամայական վարքագծային լարման աղբյուր ՝ AM ալիքի ձևավորման համար:

* AM ալիքի ձևերը կարող են վերազինվել ՝ օգտագործելով բազմապատկիչը, որին հաջորդում է ցածր անցման ֆիլտրը:

* Ավելի պարզ (և ցածր գին) մոտեցում է `արտահոսքի գագաթային դետեկտոր օգտագործելը, այսինքն` զուգահեռ դիմադրությամբ գագաթային դետեկտոր, որը թույլ է տալիս կոնդենսատորը լիցքաթափվել համապատասխան արագությամբ:

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ