Детектирование ам-колебаний

Процесс, обратный модуляции, называется демодуляцией, или детектированием. При детектировании по колебанию необходимо восстановить сигналS(t). Устройство, реализующее эту операцию, называют амплитудным демодулятором, или детектором. При детектировании следует преобразовать сигнал V(t) так, чтобы потом можно было выделить сигнал S(t). Такое преобразование можно осуществить с помощью безынерционного нелинейного четырехполюсника с последующей низкочастотной фильтрацией.

Предположим, что ВАХ БНЧ описывается квадратичной параболой:

.

Тогда

Как видно, в спектре этого тока присутствует полезная составляющая тока S(t), которая может быть выделена фильтром нижних частот. На рисунке выше приведен спектральный состав тока при условии, что в спектре сигнала S(t) максимальная частота w_max<<w₀. В полосу пропускания ФНЧ могут попасть составляющие, пропорциональные S²(t). Однако при малых m ими можно пренебречь. Фильтр нижних частот отфильтровывает все высшие частоты в спектре тока, и на его выходе имеется сигнал, пропорциональный S(t) с точностью до постоянной составляющей. Постоянная составляющая может быть легко отфильтрована последовательным включением емкости на выходе ФНЧ.

Простейшей практической схемой АМ-детектора может служить диодный детектор.

Здесь в качестве ФНЧ используется RC - цепь. Токи всех высших гармоник протекают через емкость, не создавая сколько-нибудь заметного падения напряжения на ней, и U_ВЫХ(t) будет пропорционально S(t). Заметим, что не всякий нелинейный элемент пригоден для детектирования, например, нельзя использовать только нечетные нелинейности.

Выводы

1.	Нелинейные цепи описываются уравнениями, у которых хотя бы один из коэффициентов зависит от уровня (амплитуды) входного сигнала.
2.	Для нелинейных цепей принцип суперпозиции не выполняется.
3.	На выходе нелинейной цепи образуются кратные гармоники.
4.	Для количественного описания свойств нелинейных элементов необходимо задавать зависимости, называемые характеристиками.
5.	Устройства умножения частоты представляют собой соединения нелинейных элементов и полосовых фильтров, настроенных в резонанс на частоту выделяемой гармоники.
6.	Процесс амплитудной модуляции является типичным преобразованием спектра сигнала S(t) и может быть осуществлен только в цепи с нелинейным элементом.
7.	Включенный последовательно с нелинейным элементом линейный полосовой фильтр (ПФ), например колебательный контур, настроенный на несущую частоту w0, выделяет полосу частот, соответствующую АМ-колебанию.
8.	Зависимость амплитуды первой гармоники тока на выходе нелинейного элемента (или падение напряжения на колебательном контуре на первой гармонике) от поданного напряжения смещения называют статической модуляционной характеристикой.
9.	Процесс, обратный модуляции, называется демодуляцией, или детектированием.
10.	Простейшей практической схемой АМ-детектора может служить диодный детектор.