Comunicación analógica: demoduladores AM
El proceso de extraer una señal de mensaje original de la onda modulada se conoce como detection o demodulation. El circuito que demodula la onda modulada se conoce comodemodulator. Los siguientes demoduladores (detectores) se utilizan para demodular ondas AM.
- Demodulador de ley cuadrada
- Detector de sobres
Demodulador de ley cuadrada
El demodulador de ley cuadrada se utiliza para demodular ondas AM de bajo nivel. A continuación se muestra el diagrama de bloques delsquare law demodulator.
Este demodulador contiene un dispositivo de ley cuadrada y un filtro de paso bajo. La onda AM $ V_1 \ left (t \ right) $ se aplica como entrada a este demodulador.
La forma estándar de onda AM es
$$ V_1 \ left (t \ right) = A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $$
Sabemos que la relación matemática entre la entrada y la salida del dispositivo de ley cuadrada es
$ V_2 \ left (t \ right) = k_1V_1 \ left (t \ right) + k_2V_1 ^ 2 \ left (t \ right) $ (Ecuación 1)
Dónde,
$ V_1 \ left (t \ right) $ es la entrada del dispositivo de ley cuadrada, que no es más que la onda AM
$ V_2 \ left (t \ right) $ es la salida del dispositivo de ley cuadrada
$ k_1 $ y $ k_2 $ son constantes
Sustituye $ V_1 \ left (t \ right) $ en la Ecuación 1
$$ V_2 \ left (t \ right) = k_1 \ left (A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ right) + k_2 \ izquierda (A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ right) ^ 2 $$
$ \ Rightarrow V_2 \ left (t \ right) = k_1A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + k_1A_ck_am \ left (t \ right) \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + $
$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} \ left [1+ {K_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ right) + 2k_am \ left (t \ right) \ right] \ izquierda (\ frac {1+ \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right)} {2} \ right) $
$ \ Rightarrow V_2 \ left (t \ right) = k_1A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + k_1A_ck_am \ left (t \ right) \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) + \ frac { K_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} + $
$ \ frac {K_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right) + \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a }} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ right)} {2} + \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2} {k_ {a}} ^ {2} m ^ 2 \ left (t \ right)} {2} \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ right) + $
$ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) + k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) \ cos \ left (4 \ pi f_ct \ derecha) $
En la ecuación anterior, el término $ k_2 {A_ {c}} ^ {2} k_am \ left (t \ right) $ es la versión escalada de la señal del mensaje. Puede extraerse pasando la señal anterior a través de un filtro de paso bajo y el componente de CC $ \ frac {k_2 {A_ {c}} ^ {2}} {2} $ puede eliminarse con la ayuda de un condensador de acoplamiento.
Detector de sobres
El detector de envolvente se utiliza para detectar (demodular) ondas AM de alto nivel. A continuación se muestra el diagrama de bloques del detector de envolvente.
Este detector de envolvente consta de un diodo y un filtro de paso bajo. Aquí, el diodo es el principal elemento de detección. Por lo tanto, el detector de envolvente también se denomina comodiode detector. El filtro de paso bajo contiene una combinación en paralelo de la resistencia y el condensador.
La onda AM $ s \ left (t \ right) $ se aplica como entrada a este detector.
Sabemos que la forma estándar de onda AM es
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ left [1 + k_am \ left (t \ right) \ right] \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $$
En el semiciclo positivo de la onda AM, el diodo conduce y el condensador se carga al valor máximo de la onda AM. Cuando el valor de la onda AM es menor que este valor, el diodo tendrá polarización inversa. Por lo tanto, el condensador se descargará a través de la resistencia.Rhasta el siguiente semiciclo positivo de la onda AM. Cuando el valor de la onda AM es mayor que el voltaje del capacitor, el diodo conduce y el proceso se repetirá.
Debemos seleccionar los valores de los componentes de tal manera que el condensador se cargue muy rápidamente y se descargue muy lentamente. Como resultado, obtendremos la misma forma de onda de voltaje del capacitor que la envolvente de la onda AM, que es casi similar a la señal moduladora.