Демодуляция - Википедия - Demodulation

Демодуляция извлекает исходный информационный сигнал из несущая волна. А демодулятор является Электронная схема (или же компьютерная программа в программно-определяемое радио ), который используется для восстановления информационного содержания из модулированной несущей волны.[1] Есть много видов модуляция Итак, существует много типов демодуляторов. Выходной сигнал демодулятора может представлять собой звук ( аналог звуковой сигнал ), изображения (аналог видеосигнал ) или же двоичный данные (a цифровой сигнал ).

Эти термины традиционно используются в связи с радиоприемники, но во многих других системах используются многие виды демодуляторов. Например, в модем, что является сокращением терминов модулятор / demodulator, демодулятор используется для извлечения последовательного потока цифровых данных из несущий сигнал который используется, чтобы провести его через телефонная линия, коаксиальный кабель, или же оптоволокно

История

Демодуляция была впервые использована в радиоприемники. в беспроводной телеграф Радиосистемы, используемые в течение первых трех десятилетий существования радио (1884-1914), передатчик не передавал аудио (звук), но передавал информацию в виде импульсов радиоволн, которые представляли текстовые сообщения в азбука Морзе. Таким образом, приемник просто должен был определить наличие или отсутствие радиосигнала и издать щелчок. Устройство, которое это сделало, называлось детектор. Первые детекторы были когереры, простые устройства, которые действуют как выключатели. Период, термин детектор застрял, использовался для других типов демодуляторов и продолжает использоваться по сей день для демодулятора в радиоприемнике.

Первый тип модуляция использовался для передачи звука по радиоволнам. амплитудная модуляция (AM), изобретенный Реджинальд Фессенден около 1900 г. Радиосигнал AM может быть демодулирован исправление это для удаления одной стороны несущей, а затем фильтрация для удаления радиочастотной составляющей, оставляя только модулирующую звуковую составляющую. Это эквивалентно обнаружению пика с достаточно большой постоянной времени. В амплитуда Частота восстановленного звука зависит от модулирующего звукового сигнала, поэтому он может управлять наушником или усилителем звука. Фессендон изобрел первый демодулятор AM в 1904 году под названием электролитический детектор, состоящий из короткой иглы, погруженной в чашку с разбавленной кислотой. В том же году Джон Амброуз Флеминг изобрел Клапан Флеминга или же термоэмиссионный диод который также может исправить сигнал AM.

Методы

Существует несколько способов демодуляции в зависимости от того, как параметры сигнала основной полосы частот, такие как амплитуда, частота или фаза, передаются в сигнале несущей. Например, для сигнала с линейной модуляцией типа AM (амплитудная модуляция ), мы можем использовать синхронный детектор. С другой стороны, для сигнала, модулированного с угловой модуляцией, мы должны использовать FM (модуляция частоты ) демодулятор или PM (фазовая модуляция ) демодулятор. Эти функции выполняют разные типы схем.

Многие техники, такие как восстановление носителя, восстановление часов, проскальзывание долота, кадровая синхронизация, приемник граблей, сжатие импульса, Индикация уровня принимаемого сигнала, обнаружение и исправление ошибок и т.д., выполняются только демодуляторами, хотя любой конкретный демодулятор может выполнять только некоторые из этих методов или ни один из них.

Многие вещи могут действовать как демодуляторы, если они пропускают радиоволны нелинейно.[2]

AM радио

An ЯВЛЯЮСЬ сигнал кодирует информацию в несущую волну, изменяя ее амплитуду в прямом соответствии с аналоговый сигнал быть отправленным. Есть два метода, используемых для демодулировать сигналы AM:

  • В детектор конверта это очень простой метод демодуляции, который не требует последовательный демодулятор. Он состоит из детектор конверта это может быть выпрямитель (все, что будет пропускать ток только в одном направлении) или другой нелинейный компонент, который усиливает одну половину принятого сигнала по сравнению с другой, и фильтр нижних частот. Выпрямитель может быть выполнен в виде одиночного диод или, может быть более сложный. Многие природные вещества проявляют это свойство выпрямления, поэтому это был самый ранний метод модуляции и демодуляции, используемый в радио. Фильтр обычно RC НЧ типа, но функцию фильтра иногда можно реализовать, полагаясь на ограниченную частотную характеристику схемы, следующей за выпрямителем. В хрустальный набор использует простоту модуляции AM для создания приемника с очень небольшим количеством деталей, используя кристалл в качестве выпрямителя и ограниченную частотную характеристику наушников в качестве фильтра.
  • В детектор продукта умножает входящий сигнал на сигнал гетеродина с той же частотой и фазой, что и несущая входящего сигнала. После фильтрации будет получен исходный звуковой сигнал.

SSB это форма AM, в которой несущая снижена или полностью подавлена, которые требуют когерентной демодуляции. Для дальнейшего чтения см. боковая полоса.

FM радио

Пример QPSK восстановление носителя фазовая ошибка вызывая фиксированное вращательное смещение полученного символа созвездие, X, относительно предполагаемого созвездия, O.

Модуляция частоты (FM) имеет множество преимуществ перед AM, таких как лучшая точность воспроизведения и помехозащищенность. Однако гораздо сложнее как модулировать, так и демодулировать несущую волну с помощью FM, а AM предшествует этому на несколько десятилетий.

Есть несколько распространенных типов FM-демодуляторов:

  • В квадратурный детектор, который фаза сдвигает сигнал на 90 градусов и умножает его на версию без сдвига. Одним из элементов, выпадающих из этой операции, является исходный информационный сигнал, который выбирается и усиливается.
  • Сигнал поступает в ФАПЧ и сигнал ошибки используется как демодулированный сигнал.
  • Самый распространенный - это Дискриминатор Фостера-Сили. Он состоит из электронный фильтр который уменьшает амплитуду одних частот относительно других, за которым следует демодулятор AM. Если отклик фильтра изменяется линейно с частотой, конечный аналоговый выход будет пропорционален входной частоте, как требуется.
  • Вариант дискриминатора Фостера-Сили называется детектор соотношения[3]
  • В другом методе используются два демодулятора AM, один из которых настроен на верхнюю часть полосы, а другой - на нижнюю, и подает выходы на дифференциальный усилитель.[нужна цитата ]
  • Используя цифровой сигнальный процессор, как используется в программно-определяемое радио.

ВЕЧЕРА

Основная статья: Фазовая модуляция
Структура приемника для QPSK. Согласованные фильтры можно заменить корреляторами. Каждое устройство обнаружения использует пороговое значение опорного, чтобы определить, обнаружено ли 1 или 0.

QAM

Основная статья: QAM § Приемник

Демодуляция QAM требует когерентного приемника.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Демодулятор - Определения из Dictionary.com». Dictionary.reference.com. Получено 2008-05-16.
  2. ^ Призрачные голоса, New Scientist, 2 октября 1999 г., получено 2017-04-25
  3. ^ «Детектор соотношения»

внешняя ссылка