როგორ განვაზოგადოთ AM Waveform

რადიოხშირული დეოდულაცია
შეიტყვეთ ორი სქემის შესახებ, რომლებსაც შეუძლიათ ორიგინალური ინფორმაციის ამონაწერი ამპლიტუდაზე მოდულირებული გადამზიდავი სიგნალისგან.

ამ ეტაპზე ჩვენ ვიცით, რომ მოდულაცია გულისხმობს სინუსოიდის განზრახ შეცვლას ისე, რომ მას შეუძლია გადაიტანოს უფრო დაბალი სიხშირის ინფორმაცია გადამცემიდან მიმღებამდე. ჩვენ ასევე მოვიძიეთ ინფორმაცია, რომელიც დაკავშირებულია ინფორმაციის სხვადასხვა კოდირების ამპლიტუდაზე, სიხშირეზე, ფაზაში, ანალოგურთან, ციფრულთან - გადამზიდავ ტალღაში.

მაგრამ მონაცემები ინტეგრაციულ სიგნალში ინტეგრაციის საფუძველი არ გვაქვს, თუ ჩვენ არ შეგვიძლია ამ სიგნალის ამონაწერი მიღებულ სიგნალზე, და ამიტომ საჭიროა დემოდულაციის შესწავლა. 

დეზოდულაციის სქემები მერყეობს ისეთი მარტივიდან, როგორც შეცვლილი პიკის დეტექტორიდან, ისეთი რთული, როგორც თანმიმდევრული კვადრატის დაქვემდებარებაში, ციფრული სიგნალის პროცესორის მიერ შესრულებული დახვეწილი დეკოდირების ალგორითმებთან ერთად.

სიგნალის შექმნა
ჩვენ ვიყენებთ LTspice- ს, რათა შეისწავლოს ტექნიკა AM ტალღის ფორმის დეფორმაციისთვის. სანამ ჩვენ განვიცდით, ჩვენ გვჭირდება რაღაც მოდულირება.

AM მოდულაციის გვერდზე, ჩვენ დავინახეთ, რომ საჭიროა AM چهار ფორმატის შესაქმნელად ოთხი რამ. პირველ რიგში, ჩვენ გვჭირდება ბაზის ტალღის ფორმა და გადამზიდავი ტალღა. შემდეგ ჩვენ გვჭირდება წრე, რომელსაც შეუძლია დაამატოთ შესაბამისი DC ოფსეტური ბაზის სიგნალზე. 

დაბოლოს, ჩვენ გვჭირდება მულტიპლიკატორი, რადგან ამპლიტუდის მოდულაციის შესაბამისი მათემატიკური ურთიერთობა გადამზიდავი ბაზისური სიგნალის გამრავლებას ახდენს გადამზიდველის მიერ.

შემდეგი LTspice მიკროსქემის წარმოქმნის AM ტალღის ფორმას.

* V1 არის 1 MHz სინუსური ტალღის ძაბვის წყარო, რომელიც უზრუნველყოფს საწყის ბაზაზე სიგნალს.

* V3 წარმოქმნის 100 MHz სინინდს ტალღას გადამზიდავისთვის.

* Op-amp წრე არის დონის ცვლადი (ის ასევე შეამცირებს შეყვანის ამპლიტუდის ნახევარს). V1– დან მომავალი სიგნალი არის სინუსის ტალღა, რომელიც იცვლება –1 V– დან +1 V– მდე, ხოლო ოპ – amp– ის გამომუშავება არის სინუსური ტალღა, რომელიც მოძრაობს 0 V– დან +1 V– მდე.

* B1 არის "თვითნებური ქცევითი ძაბვის წყარო". მისი "მნიშვნელობის" ველი უფრო ფორმულაა და არა მუდმივი; ამ შემთხვევაში ფორმულა არის გადაყვანილი ბაზისტური სიგნალი, რომელიც გამრავლებულია გადამზიდავი ტალღის ფორმით. ამ გზით B1 შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამპლიტუდის მოდულაციის შესასრულებლად.

აქ არის შეცვლილი ბაზისტური სიგნალი:

და აქ ნახავთ, თუ როგორ შეესაბამება AM ვარიაციები ბაზის სიგნალის ნიშანს (ე.ი. ფორთოხლის კვალი, რომელიც მეტწილად დაფარულია ცისფერი ტალღის ფორმით):

Demodulation

როგორც AM მოდულაციის გვერდზე განვიხილეთ, გამრავლების ოპერაცია, რომელიც გამოიყენება ამპლიტუდის მოდულაციის შესასრულებლად, აქვს ბაზის ხაზის სპექტრის გადაცემის ეფექტს, რომელიც ახდენს პოზიტიური გადამზიდავის სიხშირეს (+ fC) და უარყოფითი გადამზიდავი სიხშირის (-FC) გადატანას. 

ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია ვიფიქროთ ამპლიტუდის მოდულაციაზე, როგორც ორიგინალური სპექტრის ზევით გადატანა fC- ით და ქვევით - FC- ით. აქედან გამომდინარეობს, რომ მოდულირებული სიგნალის გადამზიდავი სიხშირით გამრავლება სპექტრს დაუბრუნდება თავის პირვანდელ მდგომარეობაში - ანუ იგი გადააქცევს სპექტრს დაქვეითებით fC– ით ისე, რომ იგი კვლავ ორიენტირებულია 0 Hz– ის გარშემო.

ვარიანტი 1: გამრავლება და გაფილტვრა
შემდეგი LTspice სქემაში მოცემულია თვითნებური ქცევითი ძაბვის დეზოდულაციური წყარო; B2 მრავლდება AM სიგნალის გადამზიდავის მიერ.

 

და ეს არის შედეგი:

ეს ნამდვილად არ გამოიყურება სწორი. თუ მასშტაბირდება, ჩვენ ვხედავთ შემდეგს:

და ეს გამოავლენს პრობლემას. ამპლიტუდის მოდულაციის შემდეგ, ბაზის ფენის სპექტრი ორიენტირებულია გარშემო + fC. გადამზიდველის მიერ AM ტალღის გამრავლებით გადადის ბაზის სპექტრი 0 Hz– მდე, მაგრამ ის ასევე ცვლის მას 2fC– მდე (ამ შემთხვევაში 200 MHz), რადგან (როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ) გამრავლება მოძრაობს არსებულ სპექტრს FC– ით და ქვემოთ FC– ით. .

აშკარაა, რომ მარტო გამრავლება საკმარისი არ არის სათანადო დეოდულაციისთვის. რაც ჩვენ გვჭირდება არის გამრავლება და დაბალი დონის ფილტრი; ფილტრი თრგუნავს სპექტრს, რომელიც გადავიდა 2fC– მდე. შემდეგი სქემაში შედის RC დაბალი გამავლობის ფილტრი, შეწყვეტის სიხშირით MH 1.5 MHz.

და აქ არის დეზოდულირებული სიგნალი:

ეს ტექნიკა სინამდვილეში უფრო რთულადაა, ვიდრე ჩანს, რადგან მიმღების გადამზიდავი სიხშირის ტალღის ფორმის ფაზა სინქრონიზებული უნდა იყოს გადამცემის გადამზიდავის ფაზასთან. ეს განიხილება ამ თავში მე -5 გვერდზე (კვადრატული დედუქციის გაგება).

ვარიანტი 2: პიკის დეტექტორი

როგორც ზემოთ ხედავთ ნაკვეთში, რომელიც გვიჩვენებს AM ტალღის ფორმას (ცისფერში) და ცვლის ფსკერის ტალღის ფორმა (ნარინჯისფერში), AM ”კონვერტის” პოზიტიური ნაწილი ემთხვევა ბაზის სიგნალს. 

ტერმინი „კონვერტი“ გულისხმობს გადამზიდველის ცვალებადობას სინუსოიდულ ამპლიტუდაში (განსხვავებით, რომ განსხვავდება თვით ტალღის მყისიერი მნიშვნელობის ცვალებადობა). თუ ჩვენ შეგვეძლო როგორმე ამოიღოთ AM კონვერტის დადებითი ნაწილი, ჩვენ შეგვიძლია განმეორდეს ბაზალური სიგნალის მულტიპლიკატორი გამოყენების გარეშე.

გამოდის, რომ საკმაოდ ადვილია პოზიტიური კონვერტის ნორმალურ სიგნალად გადაქცევა. ჩვენ ვიწყებთ პიკის დეტექტორით, რომელიც მხოლოდ დიოდია, რომელსაც მოჰყვება capacitor. 

დიოდი იმართება იმ შემთხვევაში, როდესაც შეყვანის სიგნალი არის მინიმუმ ~ 0.7 V კონდენსატორზე ძაბვის ზემოთ, და წინააღმდეგ შემთხვევაში იგი მოქმედებს როგორც ღია წრე. ამრიგად, კონდენსატორი ინარჩუნებს პიკის ძაბვას: თუ მიმდინარე შეყვანის ძაბვა უფრო დაბალია, ვიდრე კონდენსატორის ძაბვა, კონდენსატორის ძაბვა არ მცირდება, რადგან უკუ-მიკერძოებული დიოდი ხელს უშლის გამონადენს.

ამასთან, ჩვენ არ გვინდა პიკის დეტექტორი, რომელიც შეინარჩუნებს პიკის ძაბვას დიდი ხნის განმავლობაში. ამის ნაცვლად, ჩვენ გვინდა წრე, რომელიც ინარჩუნებს მწვერვალს გადამზიდავი ტალღის მაღალი სიხშირის ცვალებადობასთან, მაგრამ არ ინარჩუნებს მწვერვალს კონვერტის ქვედა სიხშირის ცვალებადობასთან შედარებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ გვინდა პიკის დეტექტორი, რომელიც მწვერვალს მხოლოდ მოკლე დროში ინარჩუნებს. 

ჩვენ ამას ვასრულებთ პარალელური წინააღმდეგობის დამატებით, რაც კონდენსატორის განტვირთვის საშუალებას იძლევა. (ამ ტიპის მიკროსქემს ეწოდება "გაჟონვის მწვერვალის დეტექტორი", სადაც "გაჟონვა" ეხმიანება რეზისტორის მიერ მოწოდებული გამონადენის გზას.) წინააღმდეგობა აირჩევა ისეთი, რომ გამონადენი ნელა მოხდეს ისე, რომ გაათანაბროს გადამზიდავი სიხშირე და საკმარისად სწრაფად. არ გააფართოვოს კონვერტის სიხშირე.

ქვემოთ მოცემულია გაჟონვის მწვერვალის დეტექტორი AM დემოგრაციისთვის:

გაითვალისწინეთ, რომ მე გავაუმჯობესე AM სიგნალი ხუთი ფაქტორით, რათა მწვერვალის დეტექტორის შეყვანის სიგნალი უფრო დიდი იყოს დიოდის შემავალი ძაბვის მიმართ. შემდეგი ნაკვეთი გვაწვდის ზოგად შედეგს, რომლის მიღწევასაც ჩვენ ვცდილობთ, რომ გაჟღენთილი მწვერვალის დეტექტორი იყოს.

საბოლოო სიგნალი აჩვენებს მოსალოდნელ დატვირთვას / გადმოტვირთვის მახასიათებელს:




ამ ცვალებადობის გამოსწორების მიზნით შეიძლება გამოიყენოთ დაბალი დონის ფილტრი.

შემაჯამებელი

* LTspice- ში, თვითნებური ქცევითი ძაბვის წყარო შეიძლება გამოყენებულ იქნას AM ტალღის ფორმის შესაქმნელად.

* AM ტალღების ფორმირება შესაძლებელია მულტიპლიკატორის გამოყენებით, რასაც მოყვება დაბალი გამავლობის ფილტრი.

* უფრო მარტივი (და უფრო დაბალი) მიდგომაა, რომ გამოვიყენოთ გაჟონვის მწვერვალის დეტექტორის გამოყენება, ანუ პარალელური წინააღმდეგობის მქონე პიკის დეტექტორი, რომელიც საშუალებას აძლევს კონდენსატორი განიტვირთოს შესაბამისი სიჩქარით.

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია