📜  模拟通信-AM解调器

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:50:58             🧑  作者: Mango


从调制波中提取原始消息信号的过程称为检测解调。解调已调制波的电路称为解调器。以下解调器(检测器)用于解调AM波。

  • 平方律解调器
  • 信封检测器

平方律解调器

平方律解调器用于解调低电平AM波形。以下是平方律解调器的框图。

平方律解调器

该解调器包含一个平方律设备和低通滤波器。 AM波$ V_1 \ left(t \ right)$被用作此解调器的输入。

AM波的标准形式是

$$ V_1 \ left(t \ right)= A_c \ left [1 + k_am \ left(t \ right)\ right] \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)$$

我们知道平方律设备的输入和输出之间的数学关系是

$ V_2 \ left(t \ right)= k_1V_1 \ left(t \ right)+ k_2V_1 ^ 2 \ left(t \ right)$ (等式1)

哪里,

$ V_1 \ left(t \ right)$是平方律设备的输入,仅是AM波

$ V_2 \ left(t \ right)$是平方律设备的输出

$ k_1 $和$ k_2 $是常数

用公式1代替$ V_1 \ left(t \ right)$

$$ V_2 \ left(t \ right)= k_1 \ left(A_c \ left [1 + k_am \ left(t \ right)\ right] \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)\ right)+ k_2 \左(A_c \左[1 + k_am \左(t \ right)\ right] \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)\ right)^ 2 $$

$ \ Rightarrow V_2 \ left(t \ right)= k_1A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)+ k_1A_ck_am \ left(t \ right)\ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)+ $

$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} \ left [1+ {K_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ left(t \ right)+ 2k_am \ left(t \ right)\ right] \左(\ frac {1+ \ cos \ left(4 \ pi f_ct \ right)} {2} \ right)$

$ \ Rightarrow V_2 \ left(t \ right)= k_1A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)+ k_1A_ck_am \ left(t \ right)\ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)+ \ frac { K_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} + $

$ \ frac {K_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ left(4 \ pi f_ct \ right)+ \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a }} ^ {2} m ^ 2 \ left(t \ right)} {2} + \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ right)} {2} \ cos \ left(4 \ pi f_ct \ right)+ $

$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left(t \ right)+ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left(t \ right)\ cos \ left(4 \ pi f_ct \右)$

在上面的等式中,项$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left(t \ right)$是消息信号的缩放版本。可以通过使上述信号通过低通滤波器来提取信号,并且可以借助耦合电容器消除直流分量$ \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} $。

信封检测器

包络检波器用于检测(解调)高电平的AM波。以下是包络检测器的框图。

信封检测器

该包络检波器由二极管和低通滤波器组成。在此,二极管是主要的检测元件。因此,包络检波器也称为二极管检波器。低通滤波器包含电阻器和电容器的并联组合。

AM波$ s \ left(t \ right)$被用作该检测器的输入。

我们知道AM波的标准形式是

$$ s \ left(t \ right)= A_c \ left [1 + k_am \ left(t \ right)\ right] \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)$$

在AM波的正半周中,二极管导通,电容器充电至AM波的峰值。当AM波的值小于该值时,二极管将被反向偏置。因此,电容器将通过电阻器R放电直到AM波的下一个正半周期。当AM波的值大于电容器电压时,二极管导通,将重复该过程。

我们应该以这样的方式选择组件值:电容器快速充电而缓慢放电。结果,我们将获得与AM波包络相同的电容器电压波形,几乎与调制信号相似。