Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Демодуляция - это извлечение исходного информационного сигнала из несущей волны . Демодулятора является электронная схема (или компьютерная программа в радиосвязи с программируемыми параметрами ) , который используется для восстановления информационного содержания из модулированной несущей волны. [1] Существует много типов модуляции, поэтому существует много типов демодуляторов. Выходной сигнал демодулятора может представлять звук ( аналоговый аудиосигнал ), изображения (аналоговый видеосигнал ) или двоичные данные ( цифровой сигнал ).

Эти термины традиционно используются в связи с радиоприемниками , но во многих других системах используются многие виды демодуляторов. Например, в модеме , который является сокращением терминов модулятор / демодулятор, демодулятор используется для извлечения последовательного цифрового потока данных из несущего сигнала, который используется для передачи его по телефонной линии , коаксиальному кабелю или оптическому волокну. .

История [ править ]

Демодуляция впервые была использована в радиоприемниках . В радиосистемах беспроводной телеграфии, использовавшихся в течение первых трех десятилетий существования радио (1884-1914), передатчик не передавал аудио (звук), а передавал информацию в виде импульсов радиоволн, которые представляли текстовые сообщения азбукой Морзе . Следовательно, приемник просто должен был определить наличие или отсутствие радиосигнала и издать звук щелчка. Устройство, которое это сделало, называлось детектором . Первыми детекторами были когереры , простые устройства, которые действовали как переключатели. Термин детектор застрял, использовался для других типов демодуляторов и до сих пор используется для демодулятора в радиоприемнике.

Первым типом модуляции, используемой для передачи звука по радиоволнам, была амплитудная модуляция (AM), изобретенная Реджинальдом Фессенденом около 1900 года. Радиосигнал AM можно демодулировать, выпрямляя его для удаления одной стороны несущей и затем фильтруя для удаления радиочастотная составляющая, оставляя только модулирующую звуковую составляющую. Это эквивалентно обнаружению пика с достаточно большой постоянной времени. Амплитуда извлеченного аудио частота изменяется с модулирующим звуковым сигналом, так что он может управлять наушник или звуковой усилитель. Фессендон изобрел первый демодулятор AM в 1904 году, названный электролитическим детектором., состоящий из короткой иглы, погруженной в чашку с разбавленной кислотой. В том же году Джон Амброуз Флеминг изобрел клапан Флеминга или термоэлектронный диод, который также мог исправлять AM-сигнал.

Методы [ править ]

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, модулированного с помощью линейной модуляции, такой как AM ( амплитудная модуляция ), мы можем использовать синхронный детектор . С другой стороны, для сигнала, модулированного с угловой модуляцией, мы должны использовать демодулятор FM ( частотная модуляция ) или демодулятор PM ( фазовая модуляция ). Эти функции выполняют разные типы схем.

Многие методы , такие как восстановление несущего , восстановление тактового , битовое скольжение , кадровая синхронизация , реки приемник , сжатие импульса , принятый сигнал , сила Индикация , обнаружение и исправление ошибок и т.д., только в исполнении демодуляторов, хотя любой конкретный демодулятор может выполнить только некоторые или ни один из этих методов.

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

AM радио [ править ]

AM сигнал кодирует информацию в несущих волны путем изменения ее амплитуд в прямой симпатии с аналоговым сигналом для отправки. Для демодуляции AM-сигналов используются два метода :

  • Детектор огибающий является очень простым способом демодуляции , который не требует когерентного демодулятора. Он состоит из детектора огибающей, который может быть выпрямителем (все, что пропускает ток только в одном направлении) или другого нелинейного компонента, который усиливает одну половину принятого сигнала по сравнению с другой, и фильтра нижних частот. Выпрямитель может быть в виде одиночного диода или может быть более сложным . Многие природные вещества проявляют это свойство выпрямления, поэтому это был самый ранний метод модуляции и демодуляции, используемый в радио. Фильтр обычно представляет собой RC -фильтр нижних частот.типа, но функция фильтра иногда может быть достигнута, полагаясь на ограниченную частотную характеристику схемы, следующей за выпрямителем. Набор кристаллов использует простоту модуляции AM для создания приемника, состоящего из очень небольшого количества деталей, с использованием кристалла в качестве выпрямителя и ограниченной частотной характеристики наушников в качестве фильтра.
  • В детекторном продукте умножает входящий сигнал сигнала локального генератора с той же частотой и фазой в качестве носителя входящего сигнала. После фильтрации будет получен исходный аудиосигнал.

SSB - это форма AM, в которой несущая полностью уменьшается или подавляется , что требует когерентной демодуляции. Для дальнейшего чтения см. Боковую полосу .

FM-радио [ править ]

Пример QPSK восстановления несущей фазовой ошибки вызывая фиксированное вращательное смещение принятого символа созвездия , X, относительно предполагаемого созвездия, O.

Частотная модуляция (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:

  • Квадратурный детектор , который фаза сдвигает сигнал на 90 градусов и умножают его с несмещенной версией. Одним из элементов, выпадающих из этой операции, является исходный информационный сигнал, который выбирается и усиливается.
  • Сигнал подается в систему ФАПЧ, а сигнал ошибки используется в качестве демодулированного сигнала.
  • Самым распространенным является дискриминатор Фостера-Сили . Он состоит из электронного фильтра, который уменьшает амплитуду одних частот относительно других, за которым следует AM-демодулятор. Если характеристика фильтра изменяется линейно с частотой, конечный аналоговый выходной сигнал будет пропорционален входной частоте, как требуется.
  • Вариант дискриминатора Фостера-Сили, названный детектором отношения [3]
  • Другой метод использует два демодулятора AM, один из которых настроен на верхнюю часть диапазона, а другой - на нижнюю, и подает выходы на дифференциальный усилитель. [ необходима цитата ]
  • Использование цифрового сигнального процессора , используемого в программно-определяемом радио .

PM [ править ]

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 [ править ]

Основная статья: QAM § Приемник

Демодуляция QAM требует когерентного приемника.

См. Также [ править ]

  • Теория обнаружения
  • Детектор (радио)
  • Демодулятор факсов

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Демодулятор - Определения с Dictionary.com» . Dictionary.reference.com . Проверено 16 мая 2008 .
  2. ^ Призрачные голоса , New Scientist, 2 октября 1999 , извлекаться 2017-04-25
  3. ^ "Детектор отношения"

Внешние ссылки [ править ]

  • Глава о демодуляции в разделе "Все о схемах"