Analog-communication-am-demodulators
アナログ通信-AM復調器
変調波から元のメッセージ信号を抽出するプロセスは、*検出*または*復調*として知られています。 変調波を復調する回路は、*復調器*として知られています。 AM波の復調には、次の復調器(検出器)が使用されます。
- 二乗法復調器
- エンベロープ検出器
二乗法復調器
二乗復調器は、低レベルのAM波を復調するために使用されます。 以下は二乗法復調器のブロック図です。
この復調器には、二乗則デバイスとローパスフィルターが含まれています。 AM波$ V_1 \ left(t \ right)$は、この復調器への入力として適用されます。
AM波の標準形式は
V_1 \ left(t \ right)= A_c \ left [1 + k_am \ left(t \ right)\ right] \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)
入力と二乗則デバイスの出力との間の数学的関係は、
$ V_2 \ left(t \ right)= k_1V_1 \ left(t \ right)+ k_2V_1 ^ 2 \ left(t \ right)$(式1)
どこで、
$ V_1 \ left(t \ right)$は二乗則デバイスの入力であり、AM波にすぎません
$ V_2 \ left(t \ right)$は二乗則デバイスの出力です
$ k_1 $と$ k_2 $は定数です
式1の$ V_1 \ left(t \ right)$を代入
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 \ left(A_c \ left [1 + k_am \ left(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] \ left(\ 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 \ right)$
上記の方程式では、項$ k_2 \ {A _ \ {c}} ^ \ {2} k_am \ left(t \ right)$はメッセージ信号のスケーリングされたバージョンです。 上記の信号をローパスフィルターに通すことで抽出でき、DC成分$ \ frac \ {k_2 \ {A _ \ {c}} ^ \ {2}} \ {2} $は以下を使用して除去できます。結合コンデンサ。
エンベロープ検出器
エンベロープ検出器は、高レベルのAM波を検出(復調)するために使用されます。 以下は、エンベロープ検出器のブロック図です。
このエンベロープ検出器は、ダイオードとローパスフィルターで構成されています。 ここでは、ダイオードが主な検出要素です。 したがって、エンベロープ検出器は*ダイオード検出器*とも呼ばれます。 ローパスフィルターには、抵抗とコンデンサの並列組み合わせが含まれています。
AM波$ s \ left(t \ right)$は、この検出器への入力として適用されます。
AM波の標準形式は
s \ left(t \ right)= A_c \ left [1 + k_am \ left(t \ right)\ right] \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)
AM波の正の半サイクルでは、ダイオードが導通し、コンデンサがAM波のピーク値まで充電します。 AM波の値がこの値よりも小さい場合、ダイオードは逆バイアスされます。 したがって、AM波の次の正の半サイクルまで、コンデンサは抵抗 R を介して放電します。 AM波の値がコンデンサ電圧よりも大きい場合、ダイオードが導通し、プロセスが繰り返されます。
コンデンサの充電が非常に速く、放電が非常に遅くなるように、コンポーネントの値を選択する必要があります。 その結果、AM波のエンベロープと同じコンデンサ電圧波形が得られますが、これは変調信号にほぼ似ています。