2.5. Демодуляция сигналов

Рис. 2.10. Спектр АИМ-сигнала

Спектры сигналов ШИМ, ЧИМ и ФИМ имеют еще более сложный вид.

Импульсные последовательности, изображенные на рис. 2.9, называются последовательностями еибеоимпуяьсов. Если позволяет среда распространения, то видеоимпульсы передаются без дополнительных преобразований (например, по кабелю). Однако по радиолиниям передать видеоимпульсы невозможно. Тогда сигнал подвергают второй ступени преобразования (модуляции).

Модулируя с помощью видеоимпульсов гармоничное несущее колебание достаточно высокой частоты, получают радиоимпульсы, которые способны распространятся в эфире. Полученные в результате сочетания первой и второй ступеней модуляции сигналы могут иметь названия АИМ-АМ, ФИМ-АМ, ФИМ-ЧМ и др.

Сравнение импульсных видов модуляции показывает, что АИМ имеет меньшую ширину спектра по сравнению с ШИМ и ФИМ. Однако последние более устойчивы к воздействию помех. Для обоснования выбора метода модуляции в системе передачи необходимо сравнить эти методы по различным критериям: энергетическим затратам на передачу сигнала, помехоустойчивости (способности модулированных сигналов противостоять вредному воздействию помех), сложности оборудования и др.

2.5. Демодуляция сигналов

До сих пор мы рассматривали преобразования сигнала в пункте передачи. В пункте приема (см. рис. 2.1) необходимо извлечь первичный сигнал из переносчика, т.е. осуществить демодуляцию принятого сигнала.

Например, при демодуляции АМ-сигнала необходимо выделить закон изменения амплитуды модулированного несущего сигнала, т.е. его огибающую. Эта операция выполняется с помощью амплитудного детектора (рис. 2.11). При линейном детектировании на вход детектора с Линейной вольт-амперной характеристикой (рис. 2.12, а) подается АМ-сигнал (см. рис. 2.12, б), и последовательность импульсов тока детектора оказывается промодулированной по амплитуде (см. рис. 2.12, е). Высокочастотные составляющие тока отфильтровыва-

гвых(0 -о

с гвых

Рис. 2.11. Амплитудные детекторы: транзисторный (а), диодный (б)

ются RC-цепью; падение напряжения на резисторе R создает только постоянная составляющая тока.

В модулированном колебании амплитуда медленно меняется по закону

1/(0 = и(1 + МдмС05Й?),

следовательно, амплитуда выделяемой на резисторе R постоянной составляющей тока также будет медленно меняться во времени. Таким образом, выходное напряжение амплитудного детектора пропорционально исходному (модулирующему) сигналу.

Один из способов демодуляции ЧМ-колебаний состоит в превращении его в АМ-колебания и последующем детектировании с помощью амплитудного детектора.

Рис. 2.12. Детектирование АМ-сигнала

2 5. Демодуляция сигналов

Преобразования ЧМ-сигнала в АМ-сигнал выполняется с помощью расстроенного колебательного контура. Предположим, что на колебательный контур, настроенный на определенную резонансную частоту, подаются ЧМ-колебания с постоянной амплитудой и меняющейся со временем частотой со( /) = со+AcocosQf.

Полное сопротивление контура при каждой мгновенной часто е принимает свое определенное значение, так что амплитуда напряжения, выделяемого на контуре, будет изменяться во времени с изменением частоты входного ЧМ-сигнала. Это положение иллюстрируется рис. 2.13, где показана частотная зависимость амплитуды напряжения на контуре Vco) при постоянной амплитуде входного сигнала, изменение во времени частоты co(f) входного ЧМ-сигнала и изменение во времени амплитуды Vit) ЧМ-колебания.

Таким образом, амплитуда ЧМ-колебания на выходе колебательного контура изменяется во времени пропорционально модулирующему сигналу, т.е. частотно модулированный сигнал стал модулированным и по амплитуде. Для получения низкочастотного сигнала достаточно подать модулированный по амплитуде ЧМ-сигнал на амплитудный детектор.

Аналогичным образом выделение закона изменения фазы ФМ-сигнала осуществляется фазовым детектором.

Существуют и способы демодуляции импульсно-демодулирован-ного сигнала. Все устройства, предназначенные для демодуляции сигналов, будут рассмотрены дальше при изучении конкретных систем передачи и аппаратуры, входящей в состав этих систем.

Рис. 2.13. Демодуляция ЧМ-сигнала