1 9. AM ja FM detektorid IRO0070 Kõrgsageduslik signaalitöötlus Demodulaator Eraldab moduleeritud signaalist informatiivse osa. Konkreetne lahendus sõltub modulatsiooniviisist. Eristatakse Amplituuddetektoreid Faasidetektoreid Sagedusdetektoreid Foto: http://www.laud.no/ww/mwec/index.htm 3 4 Amplituud-detektorid Mähisjoone detektor +Lihtne ehitus - Puudub võimendus - Läviefekt (SNR s 10 db) 5 6 Transistordetektor Transistordetektor +Suhteliselt lihtne ehitus + Võimendus - Läviefekt 1
7 8 Olgu meil amplituudmoduleeritud signaal U = A[ 1+ Mm( ] cos( ω s1 c Kus m = cos( Ω AM signaali spekter MA S1( ω) = Acos( ωc + c ωc { cos[ ( ω Ω) t] + cos[ ( + Ω) t] } Foto: http://www.labvolt.com/ 9 10 Korrutame moduleeritud signaali U s1 läbi kandesagedusliku tugipingega U s U = cos( ω ) s ct Tulemuseks saame: Alaliskomponendi A/ Informatiivse signaali AMm(/ Moduleeritud signaali spektri kahekordsel kandesagedusel ω c ja nivooli -3dB. Informatiivse signaali eraldame sünkroondetektori väljundist madalpääsfiltriga A AM U v + m( 11 1 Tugipinge allikas Lihtsaim moodus vajaliku sagedusega tugipinge genereerimine vastuvõtjas Tugipinge sagedus Erinegu tugipinge sagedus kandesignaali omast [( ω + t] U s = cos c ) ω Sellisel juhul on AM korral sünkroondetektori väljundis kaks koopiat informatiivse signaali spektrist: Üks ω võrra kõrgemal sagedusel Ja teine ω võrra madalamal sagedusel
13 14 Tugipinge faas Kui tugipinge sagedus on stabiilne ja täpselt võrdne kandesageduse omaga, kuid esineb faasinihe φ tugipinge ja kandesignaali vahel U = cos( ω t+ ϕ) s c Amplituudmoduleeritud signaali deteteerimisel sünkroondetektoris saame väljundis madalsagedusliku komponendi U v A AM cos( ϕ ) + cos( ϕ) m( Väljundpinge faasisõltuvus 15 16 Nõuded tugipingele Tugipinge sagedus peab olema võrdne kandesignaali sagedusega. Tugipinge faas peab olema kandesignaali omaga võrdne. Tugipinge sagedus ja faas peavad olema stabiilsed. Tugipinge eraldamine Kandesignaali väljafiltreerimine 17 18 Tugipinge eraldamine AM signaali piiramisega + Kõrge kvaliteet + Modulatsioonivõimendus + Võimaldab detekteerida erinevaid modulatsiooniviise AM, SSB, SC-DSB, PM - Keerukas ehitus - Faasitundlikkus 3
19 0 Sagedusmodulatsioon Sagedusmodulatsioon Ülekantav informatsioon moduleerib kandesignaali hetksagedust. Kandesignaali amplituud informatsiooni ei sisalda. Eestis FM ringhäälig 87,5-108 MHz Kanali samm 100kHz Maksimaalne deviatsioon 75kHz Standardne vahesagedus 10,7MHz 1 Sagedusdetektorid Seade mille väljundpinge hetkväärtus on võrdeline sisendpinge sageduse hetkväärtusega. Praktikas kasutatakse FM-AM muundurit koos järgneva amplituuddetektoriga. Alternatiivselt kasutatakse FM-PM muundurit koos järgneva faasidetektoriga. Ühe võnkeringiga diskriminaator 3 4 Ühe võnkeringiga diskriminaator Kahe võnkeringiga diskriminaator +Lihtne ehitus - Tundlikkus parasiitse amplituudmodulatsiooni suhtes 4
5 6 Kahe võnkeringiga diskriminaator FM-PM muunduriga detektor Esimese sammuna muudetakse sagedusmodulatsioon faasmodulatsiooniks. Saadud signaal demoduleeritakse sünkroondetektoriga. 7 8 FM-PM muundur Kasutatakse asjaolu, et LC võnkeringi faasikarakterisik on resonantssageduse ümbruses lineaarne: Kui f = f 0, siis on faasinihe φ = 90 Kui f < f 0, siis on faasinihe φ < 90 Kui f > f 0, siis on faasinihe φ > 90 FM-PM muunduriga detektor i sisendites on signaalid U s = Acos[ ω t+ϕ( )] cos( ω 1 ω U s = Detektori väljundpinge on seega A U v = cos[ ϕ( ω) ] Juhul, kui faasi muutus on suhteliselt väike A U v = αω 9 30 Materjalid Lembit Abo. Raadiolülitused. lk -34. Meister Ants. Modulatsioon. lk 1-18, 44-47 Jerry C. Whitaker. The RF Transmission Systems Handbook. Ch 4. Frequency Modulation. (CRCnetbase) 5