Kif tneħħi forma tal-mewġ FM

Frekwenza tar-Radju b'Dekroduzzjoni
Tgħallem dwar żewġ tekniki għall-irkupru tas-sinjal tal-faxxa bażi minn trasportatur modulat bil-frekwenza.

Il-modulazzjoni tal-frekwenza toffri prestazzjoni mtejba fuq il-modulazzjoni ta 'amplitudni, iżda hija kemmxejn aktar diffiċli li tiġi estratt l-informazzjoni oriġinali minn forma ta' mewġ FM. Hemm ftit modi differenti biex tiddekodula FM; f'din il-paġna aħna niddiskutu tnejn. Wieħed minn dawn huwa pjuttost sempliċi, u l-ieħor huwa aktar kumpless.

Ħolqien tas-Sinjal
Bħal fil-Kif Tiġbed Demodulazzjoni ta 'Wave AM, aħna nużaw LTspice biex nesploraw id-demodulazzjoni FM, u għal darb'oħra għandna bżonn l-ewwel nwettqu modulazzjoni tal-frekwenza sabiex ikollna xi ħaġa li titnaqqas. 

Jekk tħares lura lejn il-paġna dwar il-modulazzjoni tal-frekwenza analoga, tara li r-relazzjoni matematika hija inqas sempliċi minn dik tal-modulazzjoni tal-amplitudni. 

Ma 'AM, sempliċement żidna offset u mbagħad wettaq multiplikazzjoni ordinarja. Ma 'FM, neħtieġu nżidu valuri li jvarjaw kontinwament mal-kwantità ġewwa funzjoni sine (jew cosine), u barra minn hekk, dawn il-valuri li jvarjaw kontinwament mhumiex is-sinjal tal-bandband iżda pjuttost l-integrali tas-sinjal tal-bandband.

Għaldaqstant, ma nistgħux niġġeneraw forma tal-mewġ FM bl-użu ta 'sors ta' vultaġġ fl-imġiba arbitrarja u relazzjoni matematika sempliċi, kif għamilna ma 'AM. Jirriżulta, għalkemm, li huwa attwalment iktar faċli li tiġġenera sinjal FM. Aħna sempliċement nużaw l-għażla SFFM għal sors ta 'vultaġġ normali:

Il- "ċirkwit" li ġej huwa dak kollu li għandna bżonn għall-ħolqien ta 'forma ta' mewġ FM li tikkonsisti minn trasportatur ta '10 MHz u sinjal tal-bandband sinusojdali ta' 1 MHz:




Innota li l-indiċi tal-modulazzjoni huwa ħamsa; Indiċi ta 'modulazzjoni ogħla jagħmilha aktar faċli biex tara l-varjazzjonijiet tal-frekwenza. Il-plott li ġej juri l-forma tal-mewġ maħluqa mis-sors tal-vultaġġ SFFM.

Demodulation: Il-Filtru ta 'Pass Għoli
L-ewwel teknika ta 'demodulazzjoni li ħa nħarsu lejn tibda bi filtru pass għoli. Aħna se nassumu li qed nittrattaw il-FM bi frekwenza dejqa. Aħna hemm bżonn li tiddisinja filtru tal-pass għoli b'tali mod li l-attenwazzjoni tvarja b'mod sinifikanti fi ħdan frekwenza ta 'frekwenza li l-wisa' tagħha tkun id-doppju tal-wisa 'tas-sinjal tal-bandband. Ejja nesploraw aktar dan il-kunċett.

Is-sinjal FM riċevut se jkollu spettru li jkun iċċentrat madwar il-frekwenza tat-trasportatur. Il-wisa 'ta' l-ispettru huwa bejn wieħed u ieħor daqs id-doppju tal-wisa 'tal-banda tas-sinjal tal-bandband; il-fattur ta 'żewġ riżultati mill-bidla tal-frekwenzi pożittivi u negattivi tal-faxxa bażi, u huwa "approssimattivament" ugwali minħabba li l-integrazzjoni applikata għas-sinjal tal-faxxa bażi tista' taffettwa l-għamla ta 'l-ispettru modulat. 

Għalhekk, l-iktar frekwenza baxxa fis-sinjal modulat hija bejn wieħed u ieħor daqs il-frekwenza tat-trasportatur nieqes l-ogħla frekwenza fis-sinjal tal-baseband, u l-ogħla frekwenza fis-sinjal modulat hija bejn wieħed u ieħor daqs il-frekwenza tat-trasportatur flimkien mal-ogħla frekwenza fis-sinjal tal-bandband.

Il-filtru pass għoli tagħna jeħtieġ li jkollu rispons ta 'frekwenza li jikkawża li l-inqas frekwenza fis-sinjal modulat tiġi attenwata b'mod sinifikanti aktar mill-ogħla frekwenza fis-sinjal modulat. Jekk napplikaw dan il-filtru għal forma ta ’mewġ FM, x’se jkun ir-riżultat? Se tkun xi ħaġa bħal din:

Din il-plott turi kemm il-forma tal-mewġ FM oriġinali kif ukoll il-forma tal-mewġ b'filtra għolja-pass, għal skopijiet ta 'paragun. Il-plott li jmiss juri biss il-forma tal-mewġ iffiltrata, sabiex tkun tista 'taraha b'mod aktar ċar.

Bl-applikazzjoni tal-filtru, aħna biddel il-modulazzjoni tal-frekwenza f'modulazzjoni ta 'amplitudni. Dan huwa approċċ konvenjenti għad-demodulazzjoni FM, għax jippermetti li nibbenefikaw minn ċirkwiti envelop-detector li ġie żviluppat għall-użu bil-modulazzjoni tal-amplitudni. Il-filtru użat biex jipproduċi din il-forma ta 'mewġ ma kien xejn ħlief pass għoli RC bi frekwenza cutoff bejn wieħed u ieħor daqs il-frekwenza tat-trasportatur.

Storbju ta 'Amplitudni

Is-sempliċità ta 'din l-iskema ta' demodulazzjoni naturalment tagħmilna naħsbu li mhijiex l-għażla bl-ogħla prestazzjoni, u fil-fatt dan l-approċċ għandu dgħjufija kbira: huwa sensittiv għal varjazzjonijiet ta 'amplitudni. 

Is-sinjal trasmess se jkollu pakkett kostanti minħabba li l-modulazzjoni tal-frekwenza ma tinvolvix bidliet fl-amplitudni tat-trasportatur, iżda s-sinjal riċevut mhux se jkollu pakkett kostanti minħabba li l-amplitudni hija inevitabbilment affettwata minn sorsi ta 'żball.

Minħabba f'hekk, ma nistgħux niddisinjaw demodulatur FM aċċettabbli sempliċement billi żżid filtru pass għoli ma 'demodulatur AM. Neħtieġu wkoll limitatur, li huwa ċirkwit li jtaffi l-varjazzjonijiet ta 'amplitudni billi jirrestrinġi s-sinjal riċevut għal ċerta amplitudni. 

L-eżistenza ta 'dan ir-rimedju sempliċi u effettiv għal varjazzjonijiet ta' amplitudni tippermetti li FM iżżomm ir-robustezza ikbar tagħha (meta mqabbla ma 'AM) kontra l-ħoss ta' amplitudni: Ma nistgħux nużaw limitatur b'sinjali AM minħabba li tillimita l-amplitudni li tikkorrompi l-informazzjoni kodifikata fit-trasportatur. FM, min-naħa l-oħra, jikkodifika l-informazzjoni kollha fil-karatteristiċi temporali tas-sinjal trasmess.

Demodulation: Il-Loop Locked Fażi
Ċiklu li jissakkar bil-fażi (PLL) jista 'jintuża biex joħloq ċirkwit kumpless iżda ta' prestazzjoni għolja għad-demodulazzjoni FM. PLL jista '“jissakkar” il-frekwenza ta' forma ta 'mewġ li tkun dieħla. Dan jagħmel billi jgħaqqad skoperta ta 'fażi, filtru ta' pass baxx (magħruf ukoll bħala "loop filter"), u oxxillatur ikkontrollat ​​bil-vultaġġ (VCO) f'sistema ta 'rispons negattiv, kif ġej:

Wara li l-PLL ikun illokkjat, jista 'joħloq sinusojdi tal-ħruġ li jsegwi l-varjazzjonijiet tal-frekwenza fis-sinusojdi deħlin. Din il-forma tal-mewġ tal-ħruġ tittieħed mill-produzzjoni tal-VCO. 

Iżda fl-applikazzjoni FM-demodulator, aħna m'għandniex bżonn sinusojdi tal-ħruġ li għandu l-istess frekwenza bħas-sinjal tad-dħul. Minflok, nużaw l-output mill-linja tal-filtru bħala sinjal demodulat. Ejja nħarsu lejn għaliex dan huwa possibbli.

Id-ditekter tal-fażi jipproduċi sinjal li huwa proporzjonali għad-differenza tal-fażi bejn il-forma ta 'mewġ li dieħla u l-ħruġ tal-VCO. Il-linja tal-filtru twitti dan is-sinjal, li mbagħad isir is-sinjal tal-kontroll għall-VCO. 

Għalhekk, jekk il-frekwenza tas-sinjal li jkun dieħel qed tiżdied u tonqos kontinwament, is-sinjal tal-kontroll VCO għandu jiżdied u jonqos kif xieraq biex jiżgura li l-frekwenza tal-ħruġ VCO tibqa 'daqs il-frekwenza tad-dħul. Fi kliem ieħor, l-output tal-linja tal-filtru huwa sinjal li l-varjazzjonijiet tal-amplitudni tagħhom jikkorrispondu għall-varjazzjonijiet tal-frekwenza tad-dħul. Dan huwa kif PLL iwettaq demodulazzjoni tal-frekwenza.

sommarju

* Fl-LTspice, sinusoid modulat bil-frekwenza jista 'jiġi ġġenerat billi tintuża l-għażla SFFM għal sorsi ta' vultaġġ standard.

* Teknika ta 'demodulazzjoni FM sempliċi u effettiva tinvolvi filtru pass għoli (għal konverżjoni FM-AM) segwit minn demodulatur AM.

* Demodulatur FM ibbażat fuq pass għoli ta 'filtru huwa preċedut minn limitatur biex jipprevjeni varjazzjonijiet ta' amplitudni milli jikkontribwixxu żball għas-sinjal demodulat.

* Ċiklu li jissakkar bil-fażi jista 'jintuża biex tinkiseb demodulazzjoni FM ta' prestazzjoni għolja. L-użu ta 'PLLs b'ċirkwit integrat jagħmel dan l-approċċ inqas kumpless milli jista' jidher.

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ