Comunicación analógica: demoduladores de FM
En este capítulo, analicemos los demoduladores que demodulan la onda FM. Los dos métodos siguientes demodulan la onda FM.
- Método de discriminación de frecuencia
- Método de discriminación de fase
Método de discriminación de frecuencia
Sabemos que la ecuación de la onda FM es
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$
Diferenciar la ecuación anterior con respecto a 't'.
$$ \ frac {ds \ left (t \ right)} {dt} = -A_c \ left (2 \ pi f_c + 2 \ pi k_fm \ left (t \ right) \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$
Podemos escribir, $ - \ sin \ theta $ como $ \ sin \ left (\ theta -180 ^ 0 \ right) $.
$$ \ Rightarrow \ frac {ds (t)} {dt} = A_c \ left (2 \ pi f_c + 2 \ pi k_fm \ left (t \ right) \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt-180 ^ 0 \ right) $$
$$ \ Rightarrow \ frac {ds (t)} {dt} = A_c \ left (2 \ pi f_c \ right) \ left [1+ \ left (\ frac {k_f} {k_c} \ right) m \ left ( t \ right) \ right] \ sin \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt-180 ^ 0 \ right) $$
En la ecuación anterior, el término de amplitud se asemeja a la envolvente de la onda AM y el término del ángulo se asemeja al ángulo de la onda FM. Aquí, nuestro requisito es la señal moduladora $ m \ left (t \ right) $. Por lo tanto, podemos recuperarlo de la envolvente de la onda AM.
La siguiente figura muestra el diagrama de bloques del demodulador de FM utilizando el método de discriminación de frecuencia.
Este diagrama de bloques consta del diferenciador y el detector de envolvente. El diferenciador se utiliza para convertir la onda FM en una combinación de onda AM y onda FM. Esto significa que convierte las variaciones de frecuencia de la onda FM en las correspondientes variaciones de voltaje (amplitud) de la onda AM. Conocemos el funcionamiento del detector de sobres. Produce la salida demodulada de la onda AM, que no es más que la señal moduladora.
Método de discriminación de fase
La siguiente figura muestra el diagrama de bloques del demodulador de FM utilizando el método de discriminación de fase.
Este diagrama de bloques consta del multiplicador, el filtro de paso bajo y el oscilador controlado por voltaje (VCO). VCO produce una señal de salida $ v \ left (t \ right) $, cuya frecuencia es proporcional al voltaje de la señal de entrada $ d \ left (t \ right) $. Inicialmente, cuando la señal $ d \ left (t \ right) $ es cero, ajuste el VCO para producir una señal de salida $ v \ left (t \ right) $, que tenga una frecuencia portadora y $ -90 ^ 0 $ cambio de fase con respecto a la señal portadora.
La onda FM $ s \ left (t \ right) $ y la salida de VCO $ v \ left (t \ right) $ se aplican como entradas del multiplicador. El multiplicador produce una salida que tiene un componente de alta frecuencia y un componente de baja frecuencia. El filtro de paso bajo elimina el componente de alta frecuencia y produce solo el componente de baja frecuencia como salida.
Este componente de baja frecuencia contiene solo la diferencia de fase relacionada con el término. Por lo tanto, obtenemos la señal moduladora $ m \ left (t \ right) $ de esta salida del filtro de paso bajo.