Демодуляторы

Демодулятор - радиотехническое устройство, предназначенное для выделения информационного сигнала из модулированного ВЧ колебания. Процесс получения напряжения (тока), изменяющегося по закону модуляции, из модулированного напряжения высокой частоты называется демодуляцией(детектированием). В зависимости от вида модуляции в передающей части, в демодуляторе осуществляется амплитудная, частотная или фазовая демодуляция.

Амплитудные демодуляторы.  Амплитудные демодуляторы предназначены для преобразования ВЧ сигнала, модулированного по амплитуде, в напряжение, меняющееся по закону модуляции. Они применяются как основные детекторы принимаемого сигнала, и являются основной частью фазовых и частотных демодуляторов. Амплитудная демодуляция осуществляется в нелинейных системах, которые состоят из резистивного нелинейного элемента (диода) и линейной пассивной цепи, являющейся нагрузкой демодулятора. При демодуляции импульсов одной из задач является: огибающей импульсов  выделение огибающей последовательности импульсов  В первом случае на выходе амплитудног  демодулятора получаются импульсы постоянного тока (видеоимпульсы), поэтому такой модулятор называют ещё видеодетектором (видеомодулятором), во втором - выходное напряжение пропорционально максимальному значению амплитуды (пиковому) и демодулятор называют пиковым.В настоящее время в качестве амплитудных детекторов обычно используются синхронные детекторы. Основным узлом синхронного детектора является аналоговый умножитель ( смеситель частот). Для того, чтобы умножитель осуществил перенос спектра сигнала промежуточной частоты на нулевую частоту (осуществил амплитудную демодуляцию сигнала), нужно на второй вход аналогового умножителя подать напряжение промежуточной частоты с фазой, совпадающей с фазой принимаемого сигнала.

Частотные демодуляторы. При демодуляции частотно-манипулированного сигнала используют частотные детекторы (демодуляторы). Типовая схема частотного демодулятора представляет собой совокупность разделительных фильтров и амплитудного детектора  Фильтры настроены на частоты ЧМ сигнала (f1 и f2), с выхода фильтра сигнал поступает на амплитудный видеодетектор, демодулируется и на выходе получается исходная (демодулированная) последовательность импульсов.В цифровых частотных демодуляторах реализуется принцип классификации принимаемых сигналов по частоте на основе измерения длительности полупериода (или периода) принимаемого сигнала. На основании измерения длительности полупериода при двоичной модуляции решающее устройство отождествляет принятый полупериод с одним из значений полярности сигнала. Таким образом реальный ЧМ сигнал разбивается на элементарные отрезки сигнала, содержащие полупериод несущего колебания. Определение границ единичных элементов осуществляется с точностью, не превышающей длительность одного элементарного отрезка сигнала. Разновидностью метода измерения длительности полупериода (периода) принимаемого сигнала является метод измерения разности набега фазы каждого текущего колебания относительно предшествующего периода.

Фазовые демодуляторы. При демодуляции фазово-модулированного сигнала используют фазовые детекторы (демодуляторы). Фазовый детектор - это устройство, напряжение на выходе которого зависит от разности фаз двух сравниваемых напряжений одной частоты. Т.е. на вход детектора должны подаваться сигналы с одной и той же частотой. Одним сигналом является фазово-манипулированный сигнал (от корреспондента), а вторым - опорное колебание (формируемое на опорной станции). Основу схемы фазового детектора составляют: переключатель;  амплитудный детектор. Применение Фвзового демодулятора (ФД) Традиционное применение ФД — в следящих системах автоподстройки частоты, где ФД, совместно с генератором переменной частоты, управляемый напряжением (ГУН) включены в контур отрицательной обратной связи. Сигналом задания для этой системы автоматического регулирования является частота входного сигнала, а ФД является сравнивающим устройством. В передаточную функцию ФНЧ, установленном на выходе ФД перед ГУН, дополнительно вводят ноль, для обеспечения запаса устойчивости по фазе. В простейшем случае, если ФНЧ является RC-фильтром НЧ, то ноль в передаточной функции можно получить включив резистор с нужным сопротивлением последовательно с конденсатором фильтра. Также ФД используются в синтезаторах, умножителях и делителях частот. В этих системах на вход ФД подаются не сами сигналы, а сигналы, полученные в результате умножения, деления, сумм и разностей нужных частот. В радиосвязи ФД применяется в системах автоподстройки частоты гетеродина в супергетеродинных радиоприёмников. В телефонии ФД применяется в устройствах декодирования тонального вызова. При стабилизации частоты вращения шпинделей и валов на один из входов ФД подаётся сигнал от опорного генератора, на второй — импульсы от меток частотного датчика оборотов, и выходной сигнал ФД управляет не ГУН, а электрическим приводом вала.